JP5937432B2 - motor - Google Patents
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Description
本発明は、モータに係り、特に、電機子コアと界磁を構成する永久磁石との間に、永久磁石からの磁束をコア内に導くための磁束案内部を備えたモータに関する。 The present invention relates to a motor, and more particularly to a motor provided with a magnetic flux guide for guiding a magnetic flux from a permanent magnet into a core between an armature core and a permanent magnet constituting a field.
電機子コアと界磁体としての永久磁石とを有するモータの仕様として、比較的簡易な構成により、永久磁石からの磁束を効率的に利用可能であることが求められている。この要求に対して、電機子コアと永久磁石との間に軟磁性体を配置したモータが既に提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載のモータでは、永久磁石が有する電機子コア側の表面に、軟磁性体(特許文献1では磁気案内部という)が取り付けられている。これにより、永久磁石からの磁束は、軟磁性体を通過し電機子コアに導かれ易くなっている。
As a specification of a motor having an armature core and a permanent magnet as a field body, it is required that the magnetic flux from the permanent magnet can be efficiently used with a relatively simple configuration. In response to this requirement, a motor in which a soft magnetic material is disposed between an armature core and a permanent magnet has already been proposed (see, for example, Patent Document 1). In the motor described in
また、通常のモータでは、モータの回転軸方向における永久磁石の長さが、同方向における電機子コアの長さよりも長くなっており、永久磁石のうち、上記の回転軸方向において電機子コアの両端よりも外側に位置する部分から発せられる磁束については、それ以外の部分(上記の回転軸方向において電機子コアと対向している部分)から発せられる磁束よりも電機子コアに届き難く減少してしまう虞がある。これに対して、特許文献1に記載のモータでは、上記の軟磁性体が永久磁石に固定されているので、図50に示すように、永久磁石のうち、電機子コアの両端よりも外側に位置する部分から発生される磁束であっても、電機子コアへ適切に導かれるようになっている。図50は、軟磁性体を通過する磁束を示す図である。
Further, in a normal motor, the length of the permanent magnet in the rotation axis direction of the motor is longer than the length of the armature core in the same direction. The magnetic flux emitted from the portion located outside the both ends is less likely to reach the armature core than the magnetic flux emitted from the other portion (the portion facing the armature core in the rotation axis direction). There is a risk that. On the other hand, in the motor described in
ところで、近年、モータをより小型化する要求があり、この要求に対応すべくモータの磁極数を増やすことがある。つまり、モータの回転方向に沿って磁極が交互に替わるようにN極磁性領域とS極磁性領域とを、それぞれ複数配置して永久磁石を構成することが考えられる。このようにモータの回転方向に沿ってN極磁性領域とS極磁性領域とを交互に配置する構成において、図51に示すように各磁性領域に対して1つずつ上記の軟磁性体(磁気案内部)を設ければ、各磁性領域からの磁束が、対応する軟磁性体を通過して電機子コアに導かれ易くなる。この結果、複数の磁性領域を有する永久磁石が設けられている場合であっても、当該永久磁石からの磁束を効率的に利用することが可能となる。図51は、複数の磁性領域の各々に対して軟磁性体を設ける構成の一例を示した図である。 By the way, in recent years, there is a demand for further downsizing the motor, and the number of magnetic poles of the motor may be increased to meet this demand. In other words, it is conceivable to form a permanent magnet by arranging a plurality of N-pole magnetic regions and S-pole magnetic regions so that the magnetic poles are alternately changed along the rotation direction of the motor. In such a configuration in which the N-pole magnetic regions and the S-pole magnetic regions are alternately arranged along the rotation direction of the motor, one soft magnetic body (magnetic material) is provided for each magnetic region as shown in FIG. If the guide portion is provided, the magnetic flux from each magnetic region can easily be guided to the armature core through the corresponding soft magnetic material. As a result, even when a permanent magnet having a plurality of magnetic regions is provided, the magnetic flux from the permanent magnet can be used efficiently. FIG. 51 is a diagram showing an example of a configuration in which a soft magnetic material is provided for each of a plurality of magnetic regions.
しかし、複数の磁性領域の各々に対して軟磁性体(磁気案内部)を設ける際に、磁性領域毎に個別の軟磁性体を用意すると、軟磁性体の個数が増えることになる。この結果、モータ全体の部品点数が増え、その分、モータ組み立て作業における工数も多くなる。
そこで、本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、複数の磁性領域から構成される永久磁石からの磁束を効率的に利用することが可能で組み付け性に優れたモータを提供することである。
However, when a soft magnetic material (magnetic guide portion) is provided for each of the plurality of magnetic regions, if an individual soft magnetic material is prepared for each magnetic region, the number of soft magnetic materials increases. As a result, the number of parts of the entire motor increases, and the man-hours in the motor assembly work increase accordingly.
Therefore, the present invention has been made in view of the above-described problems, and the object of the present invention is to efficiently use magnetic flux from a permanent magnet composed of a plurality of magnetic regions and to be assembled. It is to provide an excellent motor.
前記課題は、本発明のモータによれば、電機子コアと、該電機子コアと対向する永久磁石と、該永久磁石からの磁束を前記電機子コア内に導くために前記永久磁石と前記電機子コアとの間に配置された磁束案内部と、を有するモータであって、前記永久磁石は、前記モータの回転方向に沿って交互に磁極が替わるように並べられた複数の磁性領域を備え、前記磁束案内部は、前記磁性領域毎に設けられ、前記回転方向において前記磁性領域と対向する位置に配置された対向部と、前記回転方向において互いに隣り合う2つの前記対向部を連結する連結部と、を備え、該連結部は、前記回転方向において互いに隣り合う2つの前記対向部である第1対向部及び第2対向部の各々の、前記モータの回転軸方向における一端部同士を連結する第1連結部と、前記第1対向部及び前記第2対向部の各々の、前記回転軸方向における他端部同士を連結する第2連結部と、を備えており、前記磁束案内部には、前記回転軸方向において前記第1連結部と前記第2連結部との間に位置する中間部が備えられており、前記対向部、前記第1連結部、前記第2連結部及び前記中間部は、軟磁性体からなり、前記中間部を構成する前記軟磁性体のみに対して非磁性化処理が施されていることにより解決される。 According to the motor of the present invention, the object is to provide an armature core, a permanent magnet facing the armature core, and the permanent magnet and the electric machine for guiding magnetic flux from the permanent magnet into the armature core. A magnetic flux guide portion disposed between the magnetic core and the magnetic core, wherein the permanent magnet includes a plurality of magnetic regions arranged so that the magnetic poles are alternately changed along a rotation direction of the motor. The magnetic flux guide portion is provided for each magnetic region, and connects a facing portion disposed at a position facing the magnetic region in the rotational direction and two opposing portions adjacent to each other in the rotational direction. A connecting portion that connects one end portion in the rotational axis direction of the motor of each of the first facing portion and the second facing portion that are the two facing portions adjacent to each other in the rotational direction. The first series And a second connecting portion that connects the other end portions of the first facing portion and the second facing portion in the rotational axis direction, and the magnetic flux guide portion includes the rotation portion. An intermediate portion is provided between the first connecting portion and the second connecting portion in the axial direction, and the facing portion, the first connecting portion, the second connecting portion, and the intermediate portion are soft. This is solved by applying a demagnetization process only to the soft magnetic material that is made of a magnetic material and forms the intermediate portion .
上記のモータによれば、永久磁石の各磁性領域に対して磁束案内部の対向部が設けられるので、各磁性領域から発せられる磁束は、適切に電機子コアへ導かれ、効率的に利用されるようになる。その上、隣り合う対向部同士が連結部により連結されて一体化されているので、対向部が個々に分かれている構成に比して、部品点数がより少なくなる結果、取扱いが簡便になり、特に、磁束案内部を組み付ける作業が容易になる。この結果、複数の磁性領域から構成される永久磁石からの磁束を効率的に利用することが可能で、組み付け性にも優れたモータが実現されることになる。
また、上記の構成であれば、互いに隣り合う対向部の各々の、回転軸方向の中央部同士を連結した場合に生じ得る捻れを回避して、対向部間を適切に連結することが可能になる。
また、磁束案内部のうち、対向部以外の部分に磁束が漏れ込むと、永久磁石からの磁束が効率的に利用され難くなってしまう。このため、磁束案内部中、対向部及び各連結部を除く部分(すなわち、中間部)について非磁性化処理を施すことで、当該部分への磁束の漏れ込みを抑制することが可能となる。
According to the motor, since the magnetic flux guide portion is opposed to each magnetic region of the permanent magnet, the magnetic flux generated from each magnetic region is appropriately guided to the armature core and efficiently used. Become so. In addition, since the adjacent facing portions are connected and integrated by the connecting portion, the number of parts is reduced as compared with the configuration in which the facing portions are individually separated, and handling is simplified. In particular, the work of assembling the magnetic flux guide is facilitated. As a result, it is possible to efficiently use magnetic flux from a permanent magnet composed of a plurality of magnetic regions, and to realize a motor with excellent assemblability.
Moreover, if it is said structure, it will be possible to avoid the twist which may arise when each center part of the rotating shaft direction of each adjacent opposing part is connected, and to connect between opposing parts appropriately Become.
Moreover, if a magnetic flux leaks into parts other than an opposing part among magnetic flux guide parts, it will become difficult to utilize the magnetic flux from a permanent magnet efficiently. For this reason, it becomes possible to suppress the leakage of the magnetic flux to the said part by performing a demagnetization process about the part (namely, intermediate | middle part) except a opposing part and each connection part in a magnetic flux guide part.
また、前述の課題は、本発明の他のモータによれば、電機子コアと、該電機子コアと対向する永久磁石と、該永久磁石からの磁束を前記電機子コア内に導くために前記永久磁石と前記電機子コアとの間に配置された磁束案内部と、を有するモータであって、前記永久磁石は、前記モータの回転方向に沿って交互に磁極が替わるように並べられた複数の磁性領域を備え、前記磁束案内部は、前記磁性領域毎に設けられ、前記回転方向において前記磁性領域と対向する位置に配置された対向部と、前記回転方向において互いに隣り合う2つの前記対向部を連結する連結部と、を備え、該連結部は、前記回転方向において互いに隣り合う2つの前記対向部である第1対向部及び第2対向部の各々の、前記モータの回転軸方向における一端部同士を連結する第1連結部と、前記第1対向部及び前記第2対向部の各々の、前記回転軸方向における他端部同士を連結する第2連結部と、を備えており、前記磁束案内部は、前記回転軸方向において前記第1連結部と前記第2連結部との間に形成された穴部を有し、前記回転方向において前記穴部が前記磁性領域間の境界と重なるように配置されており、前記穴部の、前記回転方向における端部は、前記第1対向部及び前記第2対向部の少なくとも一方に差し掛かっており、前記回転軸方向における前記穴部の長さは、前記回転方向における前記穴部の端から前記穴部の中央に向かうに連れて大きくなることにより解決される。Further, according to another motor of the present invention, the above-described problem is that the armature core, the permanent magnet opposed to the armature core, and the magnetic flux from the permanent magnet are guided in the armature core. A motor having a magnetic flux guide disposed between the permanent magnet and the armature core, wherein the permanent magnets are arranged in such a manner that the magnetic poles are alternately changed along the rotation direction of the motor. The magnetic flux guide portion is provided for each of the magnetic regions, and is disposed at a position facing the magnetic region in the rotational direction, and the two opposing surfaces adjacent to each other in the rotational direction. Each of the first facing portion and the second facing portion, which are the two facing portions adjacent to each other in the rotational direction, in the rotational axis direction of the motor. Connect one end to the other A first connecting portion, and a second connecting portion for connecting the other ends of the first opposing portion and the second opposing portion in the rotational axis direction, and the magnetic flux guiding portion is And a hole formed between the first connecting portion and the second connecting portion in the rotation axis direction, and the hole portion is disposed so as to overlap a boundary between the magnetic regions in the rotation direction. And the end of the hole in the rotational direction reaches at least one of the first opposing part and the second opposing part, and the length of the hole in the rotational axis direction is the rotation This is solved by increasing from the end of the hole in the direction toward the center of the hole.
上記のモータによれば、永久磁石の各磁性領域に対して磁束案内部の対向部が設けられるので、各磁性領域から発せられる磁束は、適切に電機子コアへ導かれ、効率的に利用されるようになる。その上、隣り合う対向部同士が連結部により連結されて一体化されているので、対向部が個々に分かれている構成に比して、部品点数がより少なくなる結果、取扱いが簡便になり、特に、磁束案内部を組み付ける作業が容易になる。この結果、複数の磁性領域から構成される永久磁石からの磁束を効率的に利用することが可能で、組み付け性にも優れたモータが実現されることになる。According to the motor, since the magnetic flux guide portion is opposed to each magnetic region of the permanent magnet, the magnetic flux generated from each magnetic region is appropriately guided to the armature core and efficiently used. Become so. In addition, since the adjacent facing portions are connected and integrated by the connecting portion, the number of parts is reduced as compared with the configuration in which the facing portions are individually separated, and handling is simplified. In particular, the work of assembling the magnetic flux guide is facilitated. As a result, it is possible to efficiently use magnetic flux from a permanent magnet composed of a plurality of magnetic regions, and to realize a motor with excellent assemblability.
また、上記の構成であれば、互いに隣り合う対向部の各々の、回転軸方向の中央部同士を連結した場合に生じ得る捻れを回避して、対向部間を適切に連結することが可能になる。Moreover, if it is said structure, it will be possible to avoid the twist which may arise when each center part of the rotating shaft direction of each adjacent opposing part is connected, and to connect between opposing parts appropriately Become.
また、上述したように、磁束案内部のうち、対向部以外の部分に磁束が漏れ込むのを抑制する必要があり、磁束案内部中、第1連結部と第2連結部との間を穴部とし、当該穴部が磁性領域間の境界と重なるように配置されれば、対向部以外の部分への磁束の漏れ込みを抑制することが可能となる。In addition, as described above, it is necessary to prevent the magnetic flux from leaking into the part other than the facing part of the magnetic flux guide part, and a hole is formed between the first connection part and the second connection part in the magnetic flux guide part. If the hole is arranged so that the hole overlaps the boundary between the magnetic regions, it is possible to suppress leakage of the magnetic flux to a portion other than the facing portion.
また、上記の構成であれば、穴が開いている部分の面積が回転方向に沿って徐々に変化するので、これに伴って、磁束案内部を通過する磁束の大きさが回転方向に沿って徐々に変化するようになり、いわゆるスキューの機能が得られ、モータ回転に伴う磁気変動と、これに起因する振動や騒音の発生を小さく抑えることが可能になる。Also, with the above configuration, the area of the portion where the hole is opened gradually changes along the rotation direction, and accordingly, the magnitude of the magnetic flux passing through the magnetic flux guide portion is along the rotation direction. It gradually changes, so that a so-called skew function is obtained, and it is possible to suppress the magnetic fluctuation accompanying the motor rotation and the occurrence of vibration and noise due to this.
また、上記のモータにおいて、前記回転軸方向における前記第1連結部及び前記第2連結部の各々の長さは、前記回転軸方向における前記永久磁石の長さと前記回転軸方向に沿った前記電機子コアの長さとの差、の半分以下であると好適である。磁束案内部のうち、電機子コアと対向しない部分については、磁束の漏れを抑える上で極力狭くなっていることが好ましく、かかる観点において上記の構成は望ましいものである。 In the above motor, the length of each of the first connecting portion and the second connecting portion in the rotation axis direction is the length of the permanent magnet in the rotation axis direction and the electric machine along the rotation axis direction. It is preferable that the difference is not more than half of the difference from the length of the child core. Of the magnetic flux guide portion, the portion that does not face the armature core is preferably as narrow as possible in order to suppress the leakage of the magnetic flux, and the above configuration is desirable from this viewpoint.
また、上記のモータにおいて、前記磁束案内部は、前記回転方向において前記中間部が前記磁性領域間の境界と重なるように配置されていると、好適である。
磁束案内部中、対向部及び各連結部を除く部分(すなわち、中間部)について非磁性化処理を施し、当該部分が磁性領域間の境界と重なるように配置されれば、当該部分への磁束の漏れ込みを抑制することが可能となる。また、軟磁性体からなる環状部材(リング状部材)を基材として磁束案内部を形成する場合、上記の構成であれば、当該環状部材の所定部分を切り欠いたり打ち抜いたりする手間を要さず、より容易に磁束案内部を取得することが可能となる。
The above-mentioned motor smell Te, before Symbol flux guides, the when the intermediate portion in the rotational direction is disposed so as to overlap the boundary between the magnetic region is preferable.
During magnetic flux guide portion, the portion (i.e., an intermediate portion) excluding the opposing portion and the connecting portion performs demagnetization process for, if it is arranged such that the portion overlaps the boundaries between magnetic regions, to the portion It becomes possible to suppress leakage of magnetic flux. Further, when the magnetic flux guide portion is formed using an annular member (ring-shaped member) made of a soft magnetic material as a base material, the above-described configuration requires time and labor for notching or punching a predetermined portion of the annular member. Therefore, it is possible to acquire the magnetic flux guide part more easily.
また、上記のモータにおいて、前記磁束案内部は、前記対向部に形成されたスリットを有し、前記スリットは、前記モータの回転軸方向及び前記回転方向のうち、いずれかの方向に沿って長いスリットであることとしてもよい。かかる構成であれば、磁束案内部の対向部に発生する渦電流の流路がスリットにより遮断される結果、渦電流によるエネルギー損失(渦電流損)を軽減することが可能になる。 Further, in the motor, the magnetic flux guide portion has a slit formed in the facing portion, and the slit is long along any one of the rotation axis direction and the rotation direction of the motor. It may be a slit. With such a configuration, the flow of eddy current generated at the opposite portion of the magnetic flux guide is blocked by the slit, so that energy loss (eddy current loss) due to eddy current can be reduced.
さらに、上記のスリットが磁束案内部に設けられたモータにおいて、前記磁束案内部は、前記対向部に形成された複数のスリットを有し、複数の前記スリットは、前記回転軸方向に沿って長く、前記回転方向に沿って一定間隔毎に並んでいることとしてもよい。かかる構成であれば、磁束案内部(具体的には、対向部のうち、スリット以外の部分)が擬似的な突極として機能するようになり、当該突極が規則的に設けられていることにより、対向部各部での磁束密度が不均一になるのを回避することが可能である。つまり、対向部に規則的にスリットが形成されることにより、モータ内での磁気的バランスが向上し、以て、モータ回転に伴う磁気変動と、これに起因する振動や騒音の発生を抑制することが可能になる。 Furthermore, in the motor in which the slit is provided in the magnetic flux guide portion, the magnetic flux guide portion has a plurality of slits formed in the facing portion, and the plurality of slits are elongated along the rotation axis direction. These may be arranged at regular intervals along the rotation direction. With such a configuration, the magnetic flux guide portion (specifically, the portion other than the slit in the facing portion) functions as a pseudo salient pole, and the salient pole is regularly provided. Thus, it is possible to avoid non-uniform magnetic flux density at each part of the opposing part. In other words, the slits are regularly formed in the facing portion, so that the magnetic balance in the motor is improved, thereby suppressing the magnetic fluctuation accompanying the motor rotation and the occurrence of vibration and noise due to this. It becomes possible.
また、上記のモータにおいて、前記モータの回転軸方向における前記永久磁石の長さは、前記回転軸方向における前記電機子コアの長さよりも長く、前記回転軸方向における前記磁束案内部の長さは、前記回転軸方向における前記永久磁石の長さと等しいと好適である。上記の如く回転軸方向において永久磁石の長さが電機子コアの長さより長い構成において、磁束案内部の長さと永久磁石の長さとが等しければ、永久磁石のうち、電機子コアの軸方向両端より外側にはみ出た部分から発せられる磁束についても効率的に利用することが可能となる。 In the motor, the length of the permanent magnet in the rotation axis direction of the motor is longer than the length of the armature core in the rotation axis direction, and the length of the magnetic flux guide portion in the rotation axis direction is It is preferable that the length is equal to the length of the permanent magnet in the rotation axis direction. In the configuration in which the length of the permanent magnet is longer than the length of the armature core in the rotation axis direction as described above, if the length of the magnetic flux guide portion is equal to the length of the permanent magnet, both ends of the permanent magnet in the axial direction of the armature core It is possible to efficiently use the magnetic flux emitted from the portion that protrudes to the outside.
また、上記のモータにおいて、前記連結部は、前記第1連結部と、前記第2連結部と、を備えており、前記第1連結部及び前記第2連結部は、前記回転軸方向において前記永久磁石の両端の外側に位置することとしてもよい。かかる構成であれば、第1連結部及び第2連結部の各々がモータの回転軸方向において永久磁石の両端の外側に位置するので、第1連結部及び第2連結部の各々における磁気抵抗が、第1連結部及び第2連結部の各々が軸方向において永久磁石の両端と同位置に位置する場合(すなわち、第1対向部と第2対向部との間を最短距離で連結する場合)と比較して高くなる。この結果、第1対向部や第2対向部から連結部へ磁束が漏れ込むのを抑えることが可能になる。 Further, in the above motor, the connecting portion of the previous SL and the first connecting portion, front SL and a second connecting portion, and wherein the first connecting portion and the second connecting portion, the rotation axis direction It is good also as being located in the outer side of the both ends of the said permanent magnet. With such a configuration, since each of the first connecting portion and the second connecting portion is located outside both ends of the permanent magnet in the direction of the rotation axis of the motor, the magnetic resistance in each of the first connecting portion and the second connecting portion is When each of the first connecting portion and the second connecting portion is located at the same position as both ends of the permanent magnet in the axial direction (that is, when connecting the first facing portion and the second facing portion with the shortest distance). Higher than As a result, it is possible to suppress the magnetic flux from leaking from the first facing portion or the second facing portion to the connecting portion.
さらに、上記のモータにおいて、前記磁束案内部は、前記第1連結部と前記第2連結部と前記第1対向部と前記第2対向部とによって囲まれた穴部を有し、前記第1対向部及び前記第2対向部の各々は、前記回転軸方向において前記第1連結部及び前記第2連結部と隣接する隣接領域を有し、前記磁束案内部は、前記回転軸方向において前記隣接領域の両端が前記永久磁石の両端と同じ位置に位置し、かつ、前記回転軸方向において前記穴部の両端が前記永久磁石の両端の外側に位置するように配置されていると、より一層好適である。このように、第1対向部及び第2対向部の各々の隣接領域の両端が永久磁石の両端と同じ位置に位置し、穴部の両端が永久磁石の両端の外側に位置していると、第1連結部や第2連結部は、モータの回転軸方向において永久磁石の外側に回り込んで、第1対向部と第2対向部とを連結するようになる。このため、第1対向部や第2対向部から各連結部(第1連結部及び第2連結部)へ漏れ込む磁束にとって通過経路が長くなり、磁気抵抗がより一層高くなるので、第1対向部や第2対向部から連結部へ磁束が漏れ込むのをより一層抑えることが可能になる。 Furthermore, in the above motor, the magnetic flux guide part has a hole surrounded by the first connecting part, the second connecting part, the first opposing part, and the second opposing part, Each of the facing portion and the second facing portion has an adjacent region adjacent to the first connecting portion and the second connecting portion in the rotation axis direction, and the magnetic flux guide portion is adjacent to the rotation shaft direction. It is even more preferable that both ends of the region are located at the same position as both ends of the permanent magnet, and that both ends of the hole portion are located outside both ends of the permanent magnet in the rotation axis direction. It is. Thus, when both ends of each adjacent region of the first facing portion and the second facing portion are located at the same position as both ends of the permanent magnet, and both ends of the hole portion are located outside both ends of the permanent magnet, The first connecting portion and the second connecting portion wrap around the outside of the permanent magnet in the rotation axis direction of the motor to connect the first facing portion and the second facing portion. For this reason, since the passage path becomes longer for the magnetic flux leaking from the first facing portion and the second facing portion to each connecting portion (the first connecting portion and the second connecting portion), the magnetic resistance is further increased. It is possible to further suppress the magnetic flux from leaking from the part or the second opposing part to the connecting part.
また、上記のモータにおいて前記磁束案内部は、一つの環状部材のみから構成されていると好適である。かかる構成では、対向部及び連結部がともに同一の部材から形成されているので、対向部と連結部とが別々の部材によって構成される場合と比較して、取り扱い性が向上し、より一層取り付けが容易になる。 In the above motor, it is preferable that the magnetic flux guide portion is composed of only one annular member. In such a configuration, since the facing portion and the connecting portion are both formed from the same member, handling is improved and attachment is further performed compared to a case where the facing portion and the connecting portion are configured by separate members. Becomes easier.
以上のように本発明のモータによれば、永久磁石の各磁性領域に対して磁束案内部の対向部が設けられるので、各磁性領域から発せられる磁束は、適切にコアへ導かれて効率的に利用されるようになる。さらに、隣り合う対向部同士が連結部により連結されて一体化されているので、部品点数がより少なくなる結果、取扱いが簡便になり、特に、磁束案内部を組み付ける作業が容易になる。この結果、複数の磁性領域により構成される永久磁石からの磁束を効率的に利用することが可能で、組み付け性にも優れたモータが実現されることになる。 As described above, according to the motor of the present invention, since the opposing portion of the magnetic flux guide portion is provided for each magnetic region of the permanent magnet, the magnetic flux generated from each magnetic region is appropriately guided to the core and efficiently. Will be used. Furthermore, since adjacent adjoining parts are connected and integrated by a connecting part, the number of parts is reduced. As a result, handling is simplified, and in particular, the work of assembling the magnetic flux guiding part is facilitated. As a result, it is possible to efficiently use the magnetic flux from the permanent magnet composed of a plurality of magnetic regions, and to realize a motor excellent in assemblability.
本発明のモータの一実施形態(第1実施形態)について、図1乃至図5を参照しながら説明する。図1は、第1実施形態に係るモータの説明図である。図2は、マグネットヨーク内の構成を示す平面図である。図3は、電機子を除くマグネットヨーク内の構成を示した図である。図4は、図1のA−A断面を示す図である。図5は、第1実施形態に係る磁束案内部の展開図である。なお、各図については、説明を分かり易くするために、簡略化した形で図示している。また、図1については、第1実施形態に係るモータのうち、特徴部分(本発明に関する部分)であるマグネットヨーク内部のみを図示している。 An embodiment (first embodiment) of a motor of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5. FIG. 1 is an explanatory diagram of a motor according to the first embodiment. FIG. 2 is a plan view showing the configuration inside the magnet yoke. FIG. 3 is a diagram showing a configuration inside the magnet yoke excluding the armature. FIG. 4 is a view showing a cross section taken along the line AA of FIG. FIG. 5 is a development view of the magnetic flux guide unit according to the first embodiment. Each figure is shown in a simplified form for easy understanding of the description. FIG. 1 illustrates only the inside of the magnet yoke, which is a characteristic part (part relating to the present invention), of the motor according to the first embodiment.
先ず、本実施形態に係るモータ(以下、単にモータ1という)の全体構成について概説する。
モータ1は、多極多スロット構造の直流モータであり、自動車用の小型モータ(例えば、扉やウィンドウを自動開閉するための駆動源)として利用されるものである。本実施形態に係るモータ1は、後述する磁束案内リング5を備えている点を除き、公知の構成を採用したものである。
First, the overall configuration of a motor according to the present embodiment (hereinafter simply referred to as motor 1) will be outlined.
The
すなわち、モータ1は、一般的な直流モータと同様、円筒状のマグネットヨーク2を備え、マグネットヨーク2内には、図1及び図2に示すように、電機子3(ロータ)と界磁体4(ステータ)とが収容されている。
That is, the
電機子3は、マグネットヨーク2の径方向中央部に配置されており、図1及び図2に示すように、回転軸としてのシャフト11と、電機子コア12とを有する。シャフト11は、金属製の軸部材であり、モータ1の出力軸として機能する。したがって、シャフト11の回転方向は、モータ1の回転方向に相当する。電機子コア12は、シャフト11の軸方向中央部に取り付けられており、マグネットヨーク2の径方向に沿って放射状に形成された複数(図1及び図2に示すケースでは8個)のティースT1〜T8と、ティースT1〜T8と同数のスロットR1〜R8とを有する。なお、ティース及びスロットの数については、図1及び図2に示したケースに限定されるものではなく、任意に設定することが可能である。
The
各ティースT1〜T8には不図示のコイルが巻回されており、各コイルに励磁電流が流れることで電機子コア12及びシャフト11が一体的に回転するようになる。なお、コイルに励磁電流を流すための方法としては、例えば、給電用ブラシと整流子とを接触させて導通を得る等、公知の方法を利用することが可能である。
A coil (not shown) is wound around each of the teeth T1 to T8, and an exciting current flows through each coil, so that the
界磁体4は、本発明の永久磁石に相当し、マグネットヨーク2内において電機子コア12を含む電機子3を取り囲み、電機子3の回転に必要な磁束を供給するためのものである。本実施形態に係る界磁体4は、マグネットヨーク2の内壁面に沿って配置されたN極及びS極の永久磁石片4aによって構成されている。これにより、界磁体4は、電機子3の回転方向(換言すると、シャフト11の回転方向)に沿って交互に磁極が替わるように並べられた複数の磁性領域を備えることになる。ここで、磁性領域とは、界磁体4を構成する要素のうち、電機子コア12に向けて磁束を供給する部分のことであり、本実施形態では、断片状の永久磁石片4aにより各磁性領域が形成されている。
The
そして、電機子3の回転方向に沿ってN極の永久磁石片4aとS極の永久磁石片4aとが交互に配置されて環状をなしている。すなわち、界磁体4を構成する複数の永久磁石片4aは、永久磁石片4a間に若干の間隔を設けながら、電機子コア12を取り囲むように上記回転方向に沿って環状に並んでいる。なお、電機子コア12を包囲するように永久磁石片4aを配置する上で、例えば、楕円状又は方形状に複数の永久磁石片4aが並んでいることとしてもよい。
The N-pole
また、本実施形態では、複数の永久磁石片4aが電機子3の回転方向に略均等な間隔(例えば、6個の永久磁石片4aを設ける場合には約60度間隔)にて配置されている。つまり、本実施形態のモータ1では、電機子3の回転方向に沿って一定間隔毎に磁極が変化するように各永久磁石片4aが配置されている。なお、前述したように、各永久磁石片4aは間隔を設けながら電機子3の回転方向に並んでおり、換言すると、永久磁石片4a間の境界には間隔(スペース)が形成されている。
Further, in the present embodiment, the plurality of
さらに、本実施形態では、シャフト11の軸方向における各永久磁石片4aの長さ(換言すると、同方向における界磁体4の長さ)は、同方向における電機子コア12の長さよりも長くなっている。すなわち、図4に示すように、シャフト11の軸方向において、永久磁石片4aの中央部は、電機子コア12(具体的には各ティースT1〜T8)と対向し、永久磁石片4aの両端部は電機子コア12よりも外側に位置している(シャフト11の軸方向において電機子コア12の端からはみ出た位置に位置している)。これは、本実施形態に係る電機子コア12が複数のコアシート(不図示)を積層することにより構成されるものであり、限られた積層厚(シャフト11の軸方向における長さ)で磁束を効率よく得るために、当該積層厚より永久磁石片4aの長さを長くしているのである。
Furthermore, in the present embodiment, the length of each
本実施形態では、シャフト11の軸方向における永久磁石片4aの両端のうち、一端側で電機子コア12よりも外側にはみ出た部分の長さ(図4において記号L1にて示す)と、他端側で電機子コア12よりも外側にはみ出た部分の長さ(図4において記号L2にて示す)とが略同一となっている。
In the present embodiment, the length (indicated by symbol L1 in FIG. 4) of the portion of the both ends of the
なお、シャフト11の軸方向における各永久磁石片4aの長さについて、電機子コア12の長さよりも長くなっている場合に限定されるものではなく、電機子コア12の長さと等しい構成、あるいは電機子コア12の長さよりも短い構成であってもよい。
Note that the length of each
そして、本実施形態では、以上までに説明してきた公知のモータ構成に加え、マグネットヨーク2内に磁束案内リング5が設けられている。この磁束案内リング5は、磁束案内部に相当し、永久磁石片4aからの磁束を電機子コア12内へ導き易くするために永久磁石片4aと電機子コア12との間に配置されている。つまり、磁束案内リング5は、いわゆる補助鉄心として機能し、各永久磁石片4aと電機子コア12との間に配置されていることにより、各永久磁石片4aからの磁束を効率よく電機子コア12内へ導き入れることが可能になる。なお、本実施形態の磁束案内リング5は、軟磁性体からなり、例えば軟磁性材料の粉体を圧縮成形したり、鋼板を加工成形したりすることにより形成される。
In this embodiment, a magnetic
磁束案内リング5についてより詳しく説明すると、磁束案内リング5は、各永久磁石片4aの内側表面に固定されており、これによって、各永久磁石片4aの保護、各永久磁石片4aからの磁束の均一化、耐減磁性の向上を図ることが可能になる。なお、磁束案内リング5の固定は、永久磁石片4aの表面に接着剤を塗布したり、不図示の締結部材(例えば、ボルトナット等)により締結したりすることとしてもよい。
The magnetic
また、前述したように、シャフト11の軸方向における各永久磁石片4aの端部は、電機子コア12の端よりも外側に位置しているが、磁束案内リング5が永久磁石片4aと電機子コア12との間に介在することにより、永久磁石片4aの両端部からの磁束であっても電機子コア12に導かれるようになる。
As described above, the end of each
ところで、本実施形態の磁束案内リング5は、一つの部材のみから構成され、当該一つの部材は、軟磁性体からなる環状部材である。すなわち、本実施形態では、無端状の磁束案内部が1個のみ設けられているので、永久磁石片4a毎に断片状の磁束案内部(例えば、軟磁性体)を設ける場合と比較して部品点数が少なくなる。この結果、磁束案内部(具体的には、磁束案内リング5)の取り扱い性が向上し、モータ構成要素として組み付ける作業が容易になる。
By the way, the magnetic
より具体的に説明すると、本実施形態の磁束案内リング5は、その周方向(換言すると、電機子3の回転方向)に沿って、対向部5aと、連結部5bとを交互に備えている。ここで、対向部5aとは、磁束案内リング5のうち、周方向において永久磁石片4aと対向する位置に配置されている部分に相当し、永久磁石片4a毎に設けられている。すなわち、各永久磁石片4aの内側表面には対向部5aが固定され、各永久磁石片4aからの磁束は、対応する対向部5a(内側表面に固定された対向部5a)を通過することによって適切に電機子コア12へと導かれる。
More specifically, the magnetic
なお、本実施形態では、シャフト11の軸方向における磁束案内リング5の長さは、同方向における永久磁石片4aの長さと等しくなっている。具体的に説明すると、対向部5aは、永久磁石片4aの内側表面と略同一面積の外形形状を有しており、永久磁石片4aの内側表面は、その全体が対向部5aによって覆われた状態となっている。これにより、各永久磁石片4aからの磁束は、より一層適切に電機子コア12へと導かれるようになる。つまり、永久磁石片4aのうち、シャフト11の軸方向における中央部から発せられる磁束はもとより、電機子コア12よりも外側に位置する端部から発せられる磁束についても電機子コア12に向かうようになる。
In the present embodiment, the length of the magnetic
また、電機子3の回転方向において、対向部5a間には矩形状の穴部Akが形成されている。つまり、本実施形態の磁束案内リング5は、対向部5a間に形成された隙間として、上記の穴部Akを備えている。換言すると、永久磁石片4a毎に設けられた複数の対向部5aは、対向部5a間に穴部Akを設けながら周方向に沿って並んでいることとなる。そして、磁束案内リング5が所定位置に設置されると、上記の穴部Akは、電機子3の回転方向において永久磁石片4a間の境界(具体的には、永久磁石片4a間に設けられたスペース)と同じ位置に配置されるようになる。
Further, a rectangular hole Ak is formed between the facing
連結部5bは、上記の穴部Akに隣接し(具体的には、シャフト11の軸方向における穴部Akの端部と隣接し)、電機子3の回転方向において互いに隣り合う2つの対向部5aを連結する部分である。つまり、連結部5bは、穴部Akを介して隣り合う対向部5a同士を連結している。これにより、複数の対向部5aは、連結部5bを介して一体化していることになる。なお、本実施形態の連結部5bは、図3〜図5に示すように、シャフト11の回転方向において、対向部5a同士の間に形成されたスペースの各々に、2つの連結部(第1連結部5c及び第2連結部5d)を有する。
The connecting
具体的に説明すると、電機子3の回転方向において互いに隣り合う2つの対向部5aを第1対向部及び第2対向部としたとき、連結部5bは、第1対向部及び第2対向部の各々の、シャフト11の軸方向における一端部同士を連結する第1連結部5cを有している。また、連結部5bは、第1対向部及び第2対向部の各々の、上記軸方向における他端部同士を連結する第2連結部5dを有している。このように、互いに隣り合う2つの対向部(第1対向部及び第2対向部)は、2つの連結部5bによって連結されるので、第1対向部及び第2対向部の各々の、軸方向中央部同士を連結した場合に生じ得る捻れを回避して、対向部5a間を適切に連結することが可能になる。
More specifically, when the two facing
また、第1連結部5cの幅(シャフト11の軸方向における長さであり、以下において同じ)と、第2連結部5dの幅とは略等しく、対向部5a同士を連結するのに最低限必要な強度が確保される程度の幅となっている。より具体的に説明すると、本実施形態の磁束案内リング5は、前述したように、一つの環状部材のみからなり、連結部5bに相当する部分は、環状(リング状)が維持できる程度だけ残しておき、それ以外の部分は除去されている。このように、連結部5bの幅を極力短くすることにより、対向部5aから連結部5bへ向かう磁束(漏れ磁束)を少なくすることが可能になる。
Further, the width of the first connecting
より具体的に説明すると、シャフト11の軸方向における磁束案内リング5の長さ(図4において記号Gにて示す)は、図4に示すように、シャフト11の軸方向における永久磁石片4aの長さ(図4において記号Xにて示す)と等しい。そして、第1連結部5c及び第2連結部5dの各々の幅(図4において記号d1、d2にて示す)は、永久磁石片4aの長さXと上記軸方向における電機子コア12の長さ(図4において記号Yにて示す)との差、の半分以下となっている。すなわち、第1連結部5cの幅d1と、第2連結部5dの幅d2とは、下記の関係式(1)、(2)を満たしている。
d1≦(X−Y)/2 (1)
d2≦(X−Y)/2 (2)
More specifically, the length of the magnetic
d1 ≦ (XY) / 2 (1)
d2 ≦ (XY) / 2 (2)
磁束案内リング5のうち、電機子コア12と対向しない部分については、磁束の漏れを抑える上で極力狭くなっていることが好ましく、かかる観点において、第1連結部5cの幅d1と第2連結部5dの幅d2とが上記の関係式(1)、(2)を満たすことは、望ましい形態である。
The portion of the magnetic
そして、第1連結部5cの幅d1と第2連結部5dの幅d2とが上記の関係式を満たすように、本実施形態では、図3及び図5に示すように、第1連結部5cと第2連結部5dとの間に上述の穴部Akが形成されている。つまり、本実施形態に係る穴部Akは、第1連結部5cと第2連結部5dとの間に形成されたものである。
And in this embodiment, as shown in FIG.3 and FIG.5, in this embodiment, the
なお、穴部Akの寸法について説明すると、穴部Akの、シャフト11の軸方向における長さ(図5において記号aにて示す)は、第1連結部5c及び第2連結部5dの各々の幅d1、d2との関係で、下記式(3)を満たす関係にあるので、式(3)を考慮した上で式(1)、(2)を満たすように設定される。
G=X=a+d1+d2 (3)
In addition, the dimension of the hole Ak will be described. The length of the hole Ak in the axial direction of the shaft 11 (indicated by the symbol a in FIG. 5) is the value of each of the first connecting
G = X = a + d1 + d2 (3)
また、穴部Akの、シャフト11の軸方向における長さaについては、軸方向における電機子コア12の長さY以上であることが望ましい。
a≧Y (4)
The length a of the hole Ak in the axial direction of the
a ≧ Y (4)
以上のような形状となるように、磁束案内リング5の基材となる環状部材のうち、穴部Akに相当する部分を打ち抜くことにより、上記環状部材に対向部5aと連結部5b(より具体的には、第1連結部5c及び第2連結部5d)が形成される。かかる手順により磁束案内リング5が完成し、マグネットヨーク2の径方向において永久磁石片4aと電機子コア12との間に配置される。
By punching out the portion corresponding to the hole Ak among the annular member serving as the base material of the magnetic
これにより、永久磁石片4a毎に磁束案内部(上記の対向部5aに相当する部材)を備える場合と同様に、各永久磁石片4aからの磁束が適切に電機子コア12へ向かうようになる。その上、永久磁石片4a毎に設けた磁束案内部が互いに離間している構成と比して、部品点数が少なくなる。この結果、本実施形態の磁束案内リング5については、取扱い性が向上してモータ内に組み込むことが容易になる。さらに、部品点数の削減により製造コストを削減することも可能となる。
Thereby, the magnetic flux from each
そして、上述した効果は、モータ1の小型化、軽量化を図る上で有効である。すなわち、現在、モータ1を小型化、軽量化するためにモータ1の磁極数、すなわち、永久磁石片4aの数を増やすとともに、各永久磁石片4aのサイズを小さくしようとする傾向にある。かかる状況において、永久磁石片4a毎に個別の磁束案内部を設けようとすると、各磁束案内部の個数が増える一方で個々のサイズが小さくなるので、磁束案内部が取り扱い難いものとなり、組み付け性も乏しくなる。
The effects described above are effective in reducing the size and weight of the
これに対し、本実施形態の磁束案内リング5であれば、永久磁石片4a毎に設けられた対向部5aが連結部5bにより連結されて一体化されているので、永久磁石片4aの数が増えたり、各永久磁石片4aのサイズが小さくなったりした場合であっても、容易に取り扱うことが可能であり、組み付け性も向上する。ゆえに、磁束案内リング5は、モータ1を小型化、軽量化する上で有効なものとなる。
On the other hand, in the case of the magnetic
<<モータ1に関する他の実施形態>>
以下では、モータ1に関する他の実施形態として、第2実施形態乃至第7実施形態について説明する。なお、以下に説明する各実施形態について、上記の実施形態(すなわち、第1実施形態)と共通する構成については、説明を省略する。
<< Other
Below, 2nd Embodiment thru | or 7th Embodiment are described as other embodiment regarding the
(第2実施形態)
上述の第1実施形態では、第1連結部5cと第2連結部5dとの間に矩形状の穴部Akが設けられていることとした。ただし、穴部Akの形状としては、上記以外の形状であってもよい。そして、例えば図6及び図7に示す形状の穴部Akが磁束案内リング5に形成された実施形態(第2実施形態)では、第1実施形態で説明した効果に加え、上記穴部Ak特有の効果が得られるようになる。以下、図6及び図7を参照しながら、第2実施形態に係る穴部Akについて説明する。図6は、第2実施形態に係るマグネットヨーク内の構成を示す図である。図7は、第2実施形態に係る磁束案内部の展開図である。
(Second Embodiment)
In the first embodiment described above, the rectangular hole Ak is provided between the first connecting
第2実施形態に係る穴部Akは、図6及び図7に示すように、六角形状となっており、その端部(電機子3の回転方向における端部)が対向部5aに差し掛かっている。この六角形状の穴部Akは、図7に示すように、正六角形を電機子3の回転方向に沿って幾分押し縮めた形状を有し、回転方向一端に位置する頂角と他端に位置する頂角とを結ぶ対角線がシャフト11の軸方向と直交するように配置されている。
As shown in FIGS. 6 and 7, the hole Ak according to the second embodiment has a hexagonal shape, and its end (the end in the rotation direction of the armature 3) reaches the facing
つまり、第2実施形態に係る穴部Akは、シャフト11の軸方向における穴部Akの長さが電機子3の回転方向における穴部Akの端から穴部Akの中央に向かうにつれて大きくなるように形成されている。換言すると、第2実施形態に係る磁束案内リング5では、穴部Akの開口度合いが、電機子3の回転方向における端から中央に向かって徐々に変化するようになっている。
That is, the hole Ak according to the second embodiment is such that the length of the hole Ak in the axial direction of the
そして、穴部Akの開口度合いが、電機子3の回転方向における端から中央に向かって徐々に変化すると、磁束案内リング5を通過する磁束の大きさが電機子3の回転方向に沿って徐々に変化することになり、いわゆるスキューの機能が得られる。このスキュー機能によって、コアの回転に伴う磁気変動と、これに起因する振動(コギング)や騒音の発生を抑えることが可能になる。
When the opening degree of the hole Ak gradually changes from the end in the rotation direction of the
なお、上記の効果を得る上で、穴部Akは、シャフト11の軸方向における長さが電機子3の回転方向における穴部Akの端から穴部Akの中央に向かうにつれて大きくなるように形成されていればよい。かかる要件を満たしている限り、穴部Akの形状は、上記の形状(六角形状)に限定されるものではなく、任意に設定することが可能である。
In order to obtain the above effect, the hole Ak is formed such that the length in the axial direction of the
(第3実施形態)
上述の第2実施形態では、第1連結部5c及び第2連結部5dとの間に形成される穴部Akとして、六角形状で、その端部が対向部5aに差し掛かり、電機子3の回転方向における端から中央に向かうにつれて長さ(シャフト11の軸方向における穴部Akの長さ)が大きくなる穴部Akを例に挙げて説明した。これにより、磁束案内リング5を通過する磁束の大きさが電機子3の回転方向に沿って徐々に変化するので、いわゆるスキューの機能が得られ、結果として、電機子コア12の回転に伴う磁気変動と、これに起因する振動(コギング)や騒音の発生を抑えることが可能になる。ただし、スキューの機能を得るための構成は、上記実施形態(第2実施形態)に限定されるものではなく、例えば、図8及び図9に示すような穴部Ak1、Ak2、Ak3が形成された実施形態(第3実施形態)であってもよい。
(Third embodiment)
In the second embodiment described above, the hole Ak formed between the first connecting
以下、図8及び図9を参照しながら、第3実施形態に係る穴部Ak1、Ak2、Ak3について説明する。図8は、第3実施形態に係るマグネットヨーク内の構成を示す図である。図9は、第3実施形態に係る磁束案内部の展開図である。 Hereinafter, the holes Ak1, Ak2, and Ak3 according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration in the magnet yoke according to the third embodiment. FIG. 9 is a development view of the magnetic flux guide unit according to the third embodiment.
第3実施形態に係る磁束案内リング5では、図9に示すように、第1連結部5cと第2連結部5dとの間に、第1実施形態に係る穴部Akと同様の矩形状の穴部Ak1が形成されている。一方、電機子3の回転方向において穴部Akと隣り合う位置に、第2の穴部Ak2が形成されている。この第2の穴部Ak2は矩形状であり、本実施形態では、対向部5aの端部に形成されている。そして、第2の穴部Ak2の、上記回転方向における長さは、穴部Ak1の長さよりも短くなっている。
In the magnetic
また、電機子3の回転方向において穴部Ak1が位置する側とは反対側で第2の穴部Ak2と隣り合う位置に、第3の穴部Ak3が形成されている。この第3の穴部Ak3も矩形状であり、本実施形態では、対向部5aの端部よりも幾分中央部寄りに形成されている。そして、第3の穴部Ak3の、上記回転方向における長さは、第2の穴部Ak2の長さよりも短くなっている。
A third hole Ak3 is formed at a position adjacent to the second hole Ak2 on the side opposite to the side where the hole Ak1 is located in the rotation direction of the
以上のように、第3実施形態では、サイズ(回転方向における長さ)が異なる3つの穴部Ak1、Ak2、Ak3が設けられ、これら3つの穴部Ak1、Ak2、Ak3が電機子3の回転方向に沿って規則的に並んでいる。これにより、第3実施形態でも、磁束案内リング5のうち、穴が開いている部分の面積が電機子3の回転方向に沿って徐々に変化し、これに伴って、磁束案内リング5を通過する磁束の大きさが回転方向に沿って徐々に変化する結果、いわゆるスキューの機能が得られるようになる。これにより、第3実施形態においても、電機子コア12の回転に伴う磁気変動と、これに起因する振動(コギング)や騒音の発生を小さく抑えることが可能になる。
As described above, in the third embodiment, three holes Ak1, Ak2, and Ak3 having different sizes (lengths in the rotation direction) are provided, and these three holes Ak1, Ak2, and Ak3 are rotated by the
(第4実施形態)
上述の第1実施形態では、第1連結部5cと第2連結部5dとの間にのみ穴(穴部Ak)が設けられていることとしたが、軽量化の目的のために、対向部5aにも穴が設けられていることとしてもよい。そして、対向部5aに穴を設ける形態として、所定方向に長いスリットS1を対向部5aに形成する実施形態(第4実施形態)が考えられる。以下、図10及び図11を参照しながら、第4実施形態に係る磁束案内リング5について説明する。図10は、第4実施形態に係るマグネットヨーク内の構成を示す図である。図11は、第4実施形態に係る磁束案内部の展開図である。
(Fourth embodiment)
In the first embodiment described above, the hole (hole portion Ak) is provided only between the
第4実施形態では、図10及び図11に示すように、各対向部5aに、矩形状のスリットS1が形成されている。すなわち、第4実施形態に係る磁束案内リング5は、対向部5aに形成されたスリットS1を有している。そして、矩形状のスリットS1は、シャフト11の軸方向に沿って長くなっている。このようなスリットS1が対向部5aに形成されていることにより、電機子3の回転が効率よく行われることとなる。
In the fourth embodiment, as shown in FIGS. 10 and 11, a rectangular slit S1 is formed in each facing
具体的に説明すると、電機子3の回転に伴って磁束案内リング5の対向部5a近傍の磁界が変化することにより、対向部5aには、渦電流が発生する。この渦電流は、対向部5aの内側表面を貫く軸線(仮想軸線)周りに発生し、対向部5aで発熱を招く。この結果、その発熱量に相当する分のエネルギー損失が発生し、当該損失分だけ、電機子3の回転に費やされる入力エネルギーが減少してしまう(いわゆる渦電流損)。これに対し、第4実施形態では、シャフト11の軸方向に沿って長いスリットS1が対向部5aに形成されているため、渦電流が流れる経路がスリットS1によって遮断されるので、渦電流の大きさが小さくなり、これにより、渦電流損を軽減することが可能となる。
More specifically, when the
なお、図10及び図11に示すように、対向部5aに形成されるスリットS1の数が増えるほど、上記の効果(渦電流の経路を遮断して渦電流を小さくする効果)の度合いが高まることになる。また、図10及び図11に示すケースでは、スリットS1がシャフト11の軸方向に沿って長くなっているが、渦電流の経路を遮断することが可能な形状であればよく、例えば、スリットS1が電機子3の回転方向に沿って長いスリットであることとしてもよい。すなわち、対向部5aに形成されたスリットS1については、シャフト11の軸方向及び電機子3の回転方向のうち、いずれかの方向に沿って長いスリットであればよい。
As shown in FIGS. 10 and 11, as the number of slits S1 formed in the facing
(第5実施形態)
上述の第4実施形態では、対向部5aにスリットS1が形成されていることとした。さらに、図12や図13に示すように、対向部5aに、電機子3の回転方向に沿って一定間隔毎にスリットS2が形成されている実施形態(第5実施形態)であってもよい。以下、図12乃至図14を参照しながら、第5実施形態に係る磁束案内リング5について説明する。図12は、第5実施形態に係るマグネットヨーク内の構成を示す図である。図13は、第5実施形態に係る磁束案内部の展開図である。図14は、第5実施形態に係る磁束案内部を用いた場合の効果を示す図である。
(Fifth embodiment)
In the fourth embodiment described above, the slit S1 is formed in the facing
第5実施形態では、図12及び図13に示すように、第4実施形態と同様、各対向部5aに、シャフト11の軸方向に沿って長い矩形状のスリットS2が複数形成されている。複数のスリットS2は、電機子3の回転方向に沿って一定間隔毎に並んでいる。つまり、第5実施形態に係る磁束案内リング5は、複数のスリットS2を有し、対向部5aの電機子コア12側の表面に規則的な凹凸を備えている。そして、対向部5aの電機子コア12側の表面に形成された凹凸のうち、凸部については、擬似的に突極6をなすようになる(図14参照)。
In the fifth embodiment, as shown in FIGS. 12 and 13, a plurality of long rectangular slits S2 are formed in each facing
以上のように、第5実施形態では、磁束案内リング5の対向部5aに擬似的突極6が形成され、当該擬似的突極は電機子3の回転方向に沿って複数並んでいる。この結果、図14に示すように、対向部5aを通過する磁束が擬似的突極6によって分散され、対向部5a各部において、通過磁束の密度が均一化されるようになる。仮に対向部5aにおいて磁束が局部的に密集する部分が生じると、電機子3の回転に伴って電機子コア12に巻回されたコイルが横切る磁束に変動が生じることになり、この変動に起因して振動や騒音が発生する。これに対し、第5実施形態では、磁束密度が均一となる結果、モータ内での磁気的バランスが向上し、もって、コアの回転に伴う磁気変動と、これに起因する振動や騒音の発生を抑えることが可能になる。
As described above, in the fifth embodiment, the pseudo salient pole 6 is formed on the facing
なお、マグネットヨーク2の径方向において磁束案内リング5を重ねるほど(換言すると、上記擬似的突極6の高さが大きくなるほど)、擬似的突極6の強度が増すとともに、磁束量が確保されるようになる。
As the magnetic
(第6実施形態)
上述した5つの実施形態(第1実施形態〜第5実施形態)では、シャフト11の軸方向における永久磁石片4aの長さと同じ長さを有する環状部材を用意し、当該環状部材のうち、電機子3の回転方向において永久磁石片4aの間に位置する部分を打ち抜くことによって穴部Akを形成することとした。これにより、対向部5aと連結部5b(具体的には、第1連結部5c及び第2連結部5d)とを有する磁束案内リング5が形成される。一方、この磁束案内リング5を所定位置にセットすると、シャフト11の軸方向において、連結部5bが永久磁石片4aの両端部と略同位置に位置するようになる。このため、対向部5aから連結部5bに漏れ込む磁束(以下、漏れ磁束)が少なからず発生してしまう。特に、対向部5a間を最短距離で繋ぐように連結部5bが設けられている構成では、連結部5bへ漏れ込む漏れ磁束の量が比較的大きくなってしまう。
(Sixth embodiment)
In the above-described five embodiments (first to fifth embodiments), an annular member having the same length as the length of the
以上のような漏れ磁束の量を小さくするため、図15乃至図18に示すような連結部5bが設けられた実施形態(第6実施形態)も考えられる。以下、図15乃至図18を参照しながら、第6実施形態に係る磁束案内リング5について説明する。図15は、第6実施形態に係るマグネットヨーク内の構成を示す図である。図16は、第6実施形態に係る磁束案内部の展開図である。図17は、第6実施形態に係るマグネットヨーク内の構成についての変形例を示す図である。図18は、図17に図示された変形例に係る磁束案内部の展開図である。
In order to reduce the amount of leakage magnetic flux as described above, an embodiment (sixth embodiment) in which a connecting
第6実施形態では、図15及び図16に示すように、上述した5つの実施形態と同様、磁束案内リング5において、電機子3の回転方向において隣り合う2つの対向部5aを連結する連結部5bが備えられている。なお、各対向部5aの、シャフト11の軸方向における長さは、同方向における永久磁石片4aの長さと略同一である。
In the sixth embodiment, as shown in FIGS. 15 and 16, similarly to the above-described five embodiments, in the magnetic
一方、第6実施形態に係る連結部5b(具体的には、第1連結部5c及び第2連結部5d)は、シャフト11の軸方向において永久磁石片4aと同位置になく、永久磁石片4aの外側に位置している。具体的に説明すると、第6実施形態に係る連結部5bは、電機子3の回転方向において隣り合う2つの対向部5aのうち、一方の対向部5aの、シャフト11の軸方向における一端(他端)から当該軸方向の外側に向かって延出し、その後に略U字状に屈曲して、他方の対向部5aの、シャフト11の軸方向における一端(他端)に引き込まれるように形成されている。なお、各対向部5aのうち、上記の軸方向において2つの連結部5b(すなわち、第1連結部5c及び第2連結部5d)のいずれにも隣接する隣接領域5eは、電機子3の回転方向における端部に位置している。
On the other hand, the connecting
上記の形状の連結部5bが形成されることにより、磁束案内リング5は、図16に示すような矩形状の穴部Akを有するようになる。換言すると、隣り合う2つの対向部5a(すなわち、第1対向部及び第2対向部)と当該2つの対向部5aを連結する2つの連結部(すなわち、第1連結部5c及び第2対向部5d)とによって囲まれた穴部Akが、磁束案内リング5に設けられるようになる。そして、この磁束案内リング5は、シャフト11の軸方向において各対向部5aの隣接領域5eの両端が永久磁石片4aの両端と同じ位置に位置し、かつ、上記軸方向において穴部Akの両端が永久磁石片4aの両端の外側に位置するように配置(セット)されている。
By forming the connecting
以上までに説明した構成により、第6実施形態では、上述した5つの実施形態と異なり、連結部5bが、シャフト11の軸方向において永久磁石片4aの両端から外れた位置に位置するようになる。この結果、第6実施形態では、対向部5a間を最短距離で繋ぐように連結部5bが設けられている場合に比較して、連結部5bの長さが長くなる。つまり、各対向部5aから連結部5bに漏れ込む磁束にとって、通過する経路が長くなることになるので、連結部5bにおける磁束の通り難さ(すなわち、磁気抵抗)が高くなる。このように第6実施形態では、連結部5bにおける磁気抵抗が他の実施形態(対向部5a間を最短経路で繋ぐように連結部5bが設けられている場合)に比して高くなっているので、連結部5bへの磁束の漏れ込み(漏れ磁束)を抑えることが可能になる。
With the configuration described above, in the sixth embodiment, unlike the above-described five embodiments, the connecting
さらに、第6実施形態では、磁束案内リング5をセットした状態において、シャフト11の軸方向において隣接領域5eの両端が永久磁石片4aの両端と同じ位置に位置し、かつ、上記軸方向において穴部Akの両端が永久磁石片4aの両端の外側に位置するような位置関係となっている。これにより、各連結部5b(すなわち、第1連結部5c及び第2連結部5d)は、上記の軸方向において永久磁石片4aの外側に回り込んで、対向部5a同士を連結するようになる。このため、対向部5aから連結部5bへ漏れ込む磁束にとって通過する経路が長くなり、磁気抵抗がより一層高くなるので、対向部5aから連結部5bへの磁束の漏れ込みをより一層抑えることが可能になる。
Furthermore, in the sixth embodiment, in a state where the magnetic
なお、第6実施形態に係る磁束案内リング5は、周方向において一定間隔毎(例えば、6個の永久磁石片4aを設ける場合には約60度間隔)で幅広の部分を備えた環状部材を用意し、当該幅広の部分のうち、上記穴部Akに相当する部分を打ち抜くことによって形成される。この際、漏れ磁束をより小さくする観点で考えると、上記幅広の部分のうち、打ち抜かれた部位以外の部位(すなわち、穴部Akの周囲に位置する部位)については、環状の状態を維持できる程度に残しておくと好適である。
Note that the magnetic
一方、第6実施形態に係る磁束案内リング5は、上述した方法以外の方法でも取得可能であり、例えば、各永久磁石片4aよりも幅広の環状部材を用意し、当該環状部材のうち、上記穴部Akに相当する部分を打ち抜くとともに、連結部5bが形成される部位の両脇に位置する部位を矩形波状に切り欠く方法でもよい。この矩形状の切り欠きは、環状部材の幅方向両端部に形成され、当該幅方向両端に形成された切り欠き間に存する領域の幅が、シャフト11の軸方向における永久磁石片4aの長さと等しくなるように設けられる。以上の方法であれば、図17や図18に示すように、連結部5bと隣接する隣接領域5eを除き、シャフト11の軸方向における長さが永久磁石片4aよりも長い対向部5aを有する磁束案内リング5が取得できる。なお、同方法においても、漏れ磁束をより小さくする観点から、打ち抜かれた部位以外の部位(すなわち、穴部Akの周囲に位置する部位)については、環状の状態を維持できる程度に残しておくと好適である。また、上記の矩形波状の切り欠きについては、周方向における長さ(図18中、記号dにて示された長さ)がエアギャップ(ステータとロータとの間の空間)の2倍以上になるように形成されることが望ましい。
On the other hand, the magnetic
(第7実施形態)
上述した実施形態(第1実施形態〜第6実施形態)では、磁束案内リング5の対向部5aの内側表面、すなわち、電機子コア12との対向面が平坦面であることとしたが、これに限定されるものではない。図19に示す第7実施形態では、対向部5aの内側表面に隆起部5tが形成されている。この隆起部5tは、マグネットヨーク2の径方向内側に突出しており、当該径方向から見て略矩形状の外形形状を有している。そして、磁束案内リング5のうち、隆起部5tが形成された部分の裏側(径方向外側)には、対応する永久磁石片4aが配置されている。図19は、第7実施形態に係るマグネットヨーク内の構成を示す図である。
(Seventh embodiment)
In the above-described embodiments (first to sixth embodiments), the inner surface of the facing
このように、対向部5aの内側表面に隆起部5tが形成されていると、その分、対向部5aの内側表面が電機子コア12に近付くので、各永久磁石片4aからの磁束をより効率よく電機子コア12へ導くことが可能になる。なお、隆起部5tを形成して得られる効果をより効果的に発揮する上で、上記隆起部5tの寸法のうち、シャフト11の軸方向における長さについては、電機子コア12の同方向における長さと略同一となっていると好適である。
As described above, when the raised
モータ1の構成については、第1実施形態〜第7実施形態以外の構成も更に考えられる。具体的に説明すると、上記の実施形態では、永久磁石である界磁体4が複数の永久磁石片4aによって構成されることとした。つまり、上記の実施形態では、電機子3の回転方向に沿って交互に磁極が替わるように並べられた複数の永久磁石片4aが、界磁体4の磁性領域をなしていることとしたが、これに限定されるものではない。例えば、図20及び図21に示すように、永久磁石としての界磁体13を環状のマグネットリングにより構成する構成であってもよい。図20及び図21は、永久磁石としてマグネットリングを用いた場合の構成を示した図であり、図20は図2に対応しており、図21は図3に対応している。
Regarding the configuration of the
図20及び図21に示す界磁体13は、周方向に連続したリング形状をなし、周方向に沿ってN極の磁極を呈する磁性領域13aとS極の磁極を呈する磁性領域13aとが交互に設けられている。したがって、界磁体13を所定位置に取り付けると、界磁体13をなす複数の磁性領域13aが、電機子3の回転方向に沿って交互に磁極が替わるように並べられるようになる。このような構成の界磁体13が設けられた場合であっても、本発明の磁束案内部(具体的には、磁束案内リング5)は利用可能である。なお、磁束案内リング5を設置する際には、対向部5a間に形成された穴部Akが、電機子3の回転方向において磁性領域13aの境界位置と同じ位置に配置されるように磁束案内リング5を設置するとよい。
The
<<他の形式のモータに関する実施形態>>
上記の実施形態に係るモータ1は、いずれも、電機子コア12をロータとし、界磁体13をステータとし、マグネットヨーク2の径方向において電機子コア12が永久磁石の内側に配置されて永久磁石に包囲されている形式のものである。一方、上記の実施形態とは異なるモータの形式としては、電機子コアをステータとし、界磁体をロータとし、電機子コアが永久磁石の径方向外側に配置されている形式(以下、他の形式ともいう)が考えられる。そして、本発明は、他の形式のモータについても適用可能である。
以下では、他の形式のモータの実施形態(第8実施形態〜第15実施形態)について説明する。なお、モータ101の全体構成については、第8実施形態〜第15実施形態において共通しており、第9実施形態以降においては、その説明を省略している。
<< embodiments relating to other types of motors >>
In each of the
Hereinafter, other embodiments of the motor (eighth to fifteenth embodiments) will be described. In addition, about the whole structure of the
(第8実施形態)
先ず、第8実施形態に係るモータ101の構成を図22〜図26Aを参照しながら説明する。図22は、第8実施形態に係るモータの説明図である。図23は、マグネットヨーク内の構成を示す平面図である。図24は、第8実施形態に係るロータの構成を示した図である。図25は、図22のA−A断面を示す図である。図26Aは、第8実施形態に係る磁束案内部の展開図である。なお、各図については、説明を分かり易くするために、幾分簡略化した形で図示しており、例えば、図22及び図23においてコアのティースに巻回されているコイルについては図示を省略している。
(Eighth embodiment)
First, the configuration of the
本実施形態に係るモータ101の全体構成について概説すると、モータ101は、ブラシレスDCモータであり、自動車用の小型モータとして利用されるものである。モータ101の構成については、後述の磁束案内リング105を備えている点を除き、公知のブラシレスモータと同様の構成となっている。
When the overall configuration of the
すなわち、モータ101は、一般的なブラシレスDCモータと同様、略円筒形状のハウジングケース102を備え、ハウジングケース102内には、図22及び図23に示すように、ロータ103と電機子コアとしてのステータコア104とが収容されている。さらに、ロータ103の外周面、より具体的には、下述の円筒部112の外周面には、複数の永久磁石片113が環状に並べられた状態で取り付けられている。なお、複数の永久磁石片113をロータ103の外周に沿って並べる際、永久磁石片113の配置(並び方)については任意に設定することが可能であり、例えば、楕円状又は方形状に複数の永久磁石片113が並んでいることとしてもよい。
That is, the
ロータ103は、ハウジングケース102の径方向中央部に配置されており、図22及び図23に示すように、シャフト111と、シャフト111の中央部に備えられた円筒部112とを有する。シャフト111は、モータ101の回転軸に相当し、その回転方向はモータ101の回転方向、より具体的にはロータ103に該当する。円筒部112は、シャフト11に軸支され、シャフト11と一体的に回転する。
The
また、前述したように、円筒部112の外周面に沿って複数の永久磁石片113が環状に並べられている。この複数の永久磁石片113の各々は、本発明の磁性領域、すなわち、ハウジングケース102内においてロータ103の回転に必要な磁束をステータコア104に向けて供給する部分に相当する。そして、円筒部112の外周面に沿って交互に磁極が替わるようにN極の永久磁石片113とS極の永久磁石片113とが並べられることにより、本発明の永久磁石が構成されている。換言すると、本実施形態に係る永久磁石は、ロータ103の外周面(具体的には、円筒部112の外周面)に沿ってN極及びS極が交互に替わるように並べられた複数の永久磁石片113を備えていることになる。
Further, as described above, a plurality of
なお、本実施形態では、複数の永久磁石片113は、永久磁石片113間に若干の間隔(スペース)を設けながら、モータ101の回転方向に沿って略均等に配置されている。つまり、本実施形態のモータ101において、永久磁石片113間の境界には、隙間(スペース)が形成されている。
In the present embodiment, the plurality of
ステータコア104は、ハウジングケース102内に配置され、ロータ103の径方向において環状に並んだ複数の永久磁石片113(すなわち、永久磁石)よりも外側に位置してロータ103を取り囲んでいる。このステータコア104は、図22及び図23に示すように、円状に並んだ複数のティースTと、このティースTを支持する外周円環部104aとを有し、複数のティースTの各々は、水平断面略T字形状に形成されており、ロータ103の径方向中央へ向けて突出している。また、各ティースTの先端部(自由端部)は、その端面が略円弧状曲面に形成されており、ロータ103を取り囲む略円周上に配置される。そして、各ティースTには、図示しないコイルが巻回されており、このコイルの通電方向を切り替えることでロータ103の回転推進力が得られる。
The
なお、ティースTの数については、図22及び図23に示したケースに限定されるものではなく、任意に設定することが可能である。 The number of teeth T is not limited to the case shown in FIGS. 22 and 23, and can be arbitrarily set.
また、回転軸方向に相当するシャフト111の軸方向における各永久磁石片113の長さは、同方向における永久磁石の長さに相当し、本実施形態では、同方向におけるステータコア104の長さよりも長くなっている。すなわち、図25に示すように、シャフト111の軸方向における両端部を除き、永久磁石片113は、ステータコア104(具体的には各ティースT)と対向し、永久磁石片113の両端部は、ステータコア104よりも外側に位置している。つまり、永久磁石片113の両端部は、シャフト111の軸方向においてステータコア104の端からはみ出た位置に位置している。これは、本実施形態に係るステータコア104が複数のコアシート(不図示)を積層することにより構成されるものであり、限られた積層厚(シャフト11の軸方向における長さ)で磁束を効率よく得るために、当該積層厚より永久磁石片113の長さ(シャフト11の軸方向における長さ)を長くしているのである。
Further, the length of each
本実施形態では、シャフト111の軸方向における永久磁石片113の両端のうち、一端側でステータコア104よりも外側にはみ出た部分の長さ(図25において記号L1にて示す)と、他端側でステータコア104よりも外側にはみ出た部分の長さ(図25において記号L2にて示す)とが略同一となっている。
In the present embodiment, the length (indicated by symbol L1 in FIG. 25) of the portion of the both ends of the
なお、磁束を効率よく得る目的から、シャフト111の軸方向における各永久磁石片113の長さがステータコア104の長さよりも長くなっていることとしたが、これに限定されるものではなく、シャフト111の軸方向における各永久磁石片113の長さがステータコア104の長さと等しい構成、あるいはステータコア104の長さよりも短い構成であってもよい。
For the purpose of efficiently obtaining the magnetic flux, the length of each
そして、本実施形態では、公知のモータ構成に加え、ハウジングケース102内に、円環状の磁束案内リング105が設けられている。磁束案内リング105は、磁束案内部に相当し、永久磁石片113からの磁束をステータコア104内へ導き易くするために、ロータ103の径方向において永久磁石片113とステータコア104との間に配置された状態でロータ103に取り付けられている。
In this embodiment, an annular magnetic
磁束案内リング105は、上述した第1実施形態〜第7実施形態に係る磁束案内リング5と同様の機能を有し、具体的には、各永久磁石片113とステータコア104との間に配置されることで各永久磁石片113からの磁束を効率良くステータコア104内へ導き入れる。また、磁束案内リング105は、各永久磁石片113からのステータコア104へ向かう磁束の流れを整えて磁束密度を均一化するとともに、ステータコア104から外れる磁束を減少させる効果を向上させることが可能となる。さらに、磁束案内リング105は、各永久磁石片113の外周面を覆うので、各永久磁石片113を保護する被覆材としても機能する。なお、磁束案内リング105は、軟磁性体からなり、軟磁性材料の粉体を圧縮成形したり、鋼板を加工成形したりすることにより形成される。
The magnetic
本実施形態において、磁束案内リング105は、各永久磁石片113の内側表面に固定されており、これによって、各永久磁石片113の保護、各永久磁石片113からの磁束の均一化、耐減磁性の向上を図ることが可能になる。なお、磁束案内リング105の固定は、永久磁石片113の表面に接着剤を塗布したり、ボルトナット等、不図示の締結部材により締結したりすることとしてもよい。
In this embodiment, the magnetic
また、前述したように、シャフト111の軸方向における各永久磁石片113の端部は、ステータコア104の端よりも外側に位置しているが、磁束案内リング105が永久磁石片113とステータコア104との間に介在することにより、永久磁石片113の両端部から磁束であってもステータコア104に導かれるようになる。
Further, as described above, the end of each
さらに、本実施形態でも、第1実施形態〜第7実施形態と同様、無端リング状の磁束案内部である磁束案内リング105が1個のみ設けられているため、永久磁石片113毎に断片状の磁束案内部(例えば、軟磁性体)を設ける場合と比較して部品点数が少なくなるとともに、取り扱い性が向上してモータ内への組み付け作業が容易になる。
Furthermore, also in this embodiment, since only one magnetic
その他の点については、本実施形態に係る磁束案内リング105は、第1実施形態に係る磁束案内リング5とほぼ同様の構成である。例えば、磁束案内リング105の周方向、すなわち、モータ101の回転方向に沿って、永久磁石片113と対向する対向部105aと、互いに隣り合う2つの対向部105aを連結する連結部105bとが交互に配置されている。
また、シャフト111の軸方向における磁束案内リング105の長さは、同方向における永久磁石片113の長さと等しくなっている。これにより、永久磁石片113のうち、シャフト111の軸方向における中央部から発せられる磁束はもとより、ステータコア104よりも外側に位置する端部から発せられる磁束についてもステータコア104、具体的にはティースTに向かうようになっている。
About the other point, the magnetic
The length of the magnetic
一方、連結部105bは、図24〜図26Aに示すように、モータ101の回転方向において、対向部105a同士の間に形成されたスペースの各々に、2つの連結部、すなわち第1連結部105c及び第2連結部105dを有する。つまり、モータ101の回転方向において互いに隣り合う2つの対向部105aを第1対向部及び第2対向部としたとき、第1連結部105cは、第1対向部及び第2対向部の各々の、シャフト111の軸方向における一端部同士を連結し、第2連結部105dは、軸方向における他端部同士を連結する。この結果、互いに隣り合う2つの対向部のうち、軸方向中央部同士を連結した場合に生じ得る捻れを回避することが可能になる。
On the other hand, as shown in FIGS. 24 to 26A, the connecting
また、第1連結部105cの幅(シャフト111の軸方向における長さであり、以下において同じ)と、第2連結部105dの幅とは略等しく、対向部105a同士を連結するのに最低限必要な強度が確保される程度の幅となっている。つまり、本実施形態の磁束案内リング105は、軟磁性体からなる環状部材一つのみにより構成され、当該環状部分のうち、対向部105aの間に相当する領域については、連結部105bを形成する分だけ残して打ち抜かれる。この結果、連結部105bの幅が、対向部105a同士を連結するのに必要な最低限度の大きさとなる。
Further, the width of the first connecting
具体的に説明すると、第1連結部105c及び第2連結部105dの各々の幅(図26Aにおいて記号d1、d2にて示す)は、シャフト111の軸方向における永久磁石片113の長さとステータコア104の長さ(図25において記号X、Yにて示す)との差、の半分以下となっている。そして、上記のように連結部105bの幅を極力短くすることにより、対向部105aから連結部105bへ向かう漏れ磁束を少なくすることが可能になる。かかる理由については、上述の第1実施形態で説明した通りである。
More specifically, the width of each of the first connecting
本実施形態の磁束案内リング105では、第1連結部105cと第2連結部105dとの間に穴部Akが形成されており、かかる穴部Akの、シャフト111の軸方向における長さ(図26Aにおいて記号aにて示す)は、各連結部105c、105dの幅d1、d2との関係で下記式(5)を満たす。なお、下記式(5)中、記号Gは、図25に示すように、シャフト111の軸方向における磁束案内リング105の長さを示す。
G=X=a+d1+d2 (5)
また、穴部Akの長さaについては、ステータコア104の長さY以上であることが望ましい。
In the magnetic
G = X = a + d1 + d2 (5)
The length a of the hole Ak is preferably equal to or longer than the length Y of the
そして、磁束案内リング105は、ロータ103の径方向において永久磁石片113とステータコア104との間に位置するようにロータ103に取り付けられる。取り付け後の磁束案内リング105では、モータ101の回転方向において対向部105aが永久磁石片113に重なり、穴部Akが永久磁石片113の間に形成された隙間、つまり永久磁石片113間の境界と重なっている。かかる状態において、各永久磁石片113からの磁束が適切にステータコア104へ向かうようになる。その上、永久磁石片113毎に設けた磁束案内部が互いに離間している構成と比して部品点数が少ないので、取扱い性が向上してモータ内に組み込むことも容易になり、更に製造コストを抑えることも可能となる。
The magnetic
また、本実施形態において磁束案内リング105を取り付ける際には、穴部Akがモータ101の回転方向において永久磁石片113間の隙間と重なるように磁束案内リング105がセットされる。このような位置関係により、磁束案内リング105中の対向部105a以外の部分、すなわち、連結部105bへの磁束の漏れ込みを効果的に抑制することが可能となる。
さらに、本実施形態では、磁束案内リング105が軟磁性体からなる環状部材一つのみから構成されており、各対向部105a及び連結部105bがともに同一の部材から形成されるので、取り扱い性が向上し、より一層取り付けが容易になっている。
In addition, when the magnetic
Furthermore, in this embodiment, the magnetic
なお、本実施形態では、第1連結部105cと第2連結部105dとの間を打ち抜いて穴部Akを形成することとしたが、当該穴部Akに相当する領域が、非磁性化された領域として磁束案内リング105中に残存していることとしてもよい。すなわち、図26Bに示すように、磁束案内リング105が、シャフト111の軸方向において第1連結部105cと第2連結部105dとの間に位置する中間部105eを更に有し、磁束案内リング105各部(すなわち、対向部105a、第1連結部105c、第2連結部105d及び中間部105e)が軟磁性体からなり、中間部105eを構成する軟磁性体のみに対して熱処理等の非磁性化処理が施されていることとしてもよい。図26Bは、第8実施形態に係る磁束案内部の変形例を示す図であり、図26Aに対応する図である。
In the present embodiment, the hole Ak is formed by punching between the first connecting
以上のような磁束案内リング105が、モータ101の回転方向において上記中間部105eが永久磁石片113間の隙間、すなわち、永久磁石片113間の境界と重なるようにロータ103に取り付けられていれば、磁束案内リング105中、対向部105a以外の部分への磁束の漏れ込みを効果的に抑制するという効果が得られる。また、軟磁性体からなる環状部材を基材として磁束案内リング105を形成する場合、当該環状部材の所定部分を切り欠いたり打ち抜いたりする手間を要さず、より容易に磁束案内リング105を取得することが可能である。さらに、基材である環状部材の所定部位を切り欠いたり打ち抜いたりしない分、強度を維持することが可能となる。
If the magnetic
(第9実施形態)
第9実施形態では、図27及び図28に示す形状の穴部Akが磁束案内リング105に形成されており、第8実施形態で説明した効果に加え、図27及び図28に図示した穴部Ak特有の効果が得られるようになる。以下、図27及び図28を参照しながら、第9実施形態に係る穴部Akについて説明する。図27は、第9実施形態に係るロータの構成を示す図である。図28は、第9実施形態に係る磁束案内部の展開図である。
(Ninth embodiment)
In the ninth embodiment, a hole Ak having the shape shown in FIGS. 27 and 28 is formed in the magnetic
第9実施形態に係る穴部Akは、図27及び図28に示すように、六角形状となっており、その端部(モータ101の回転方向における端部)が対向部105aに差し掛かっている。この六角形状の穴部Akは、図28に示すように、回転方向一端に位置する頂角と他端に位置する頂角とを結ぶ対角線がシャフト111の軸方向と直交するように配置されている。
As shown in FIGS. 27 and 28, the hole Ak according to the ninth embodiment has a hexagonal shape, and an end thereof (an end in the rotation direction of the motor 101) reaches the facing
つまり、第9実施形態に係る穴部Akは、シャフト111の軸方向における穴部Akの長さがモータ101の回転方向における穴部Akの端から穴部Akの中央に向かうにつれて大きくなるように形成されている。換言すると、第9実施形態に係る磁束案内リング105では、穴部Akの開口度合いが、モータ101の回転方向における端から中央に向かって徐々に変化するようになっている。
That is, the hole Ak according to the ninth embodiment is such that the length of the hole Ak in the axial direction of the
そして、穴部Akの開口度合いが、モータ101の回転方向における端から中央に向かって徐々に変化すると、磁束案内リング105を通過する磁束の大きさがモータ101の回転方向に沿って徐々に変化することになり、いわゆるスキューの機能が得られ、モータ回転に伴う磁気変動と、これに起因する振動(コギング)や騒音の発生を抑えることが可能になる。
When the opening degree of the hole Ak gradually changes from the end in the rotation direction of the
なお、モータ101の回転方向における穴部Akの端部は、互いに隣り合う2つの対向部105aのうち、少なくとも一方に差し掛かっていればよいが、上記の効果をより有効に奏する上では、2つの対向部105aの双方に差し掛かっている方がより好ましい。また、上記の効果を得る上で、穴部Akは、シャフト111の軸方向における長さがモータ101の回転方向における穴部Akの端から穴部Akの中央に向かうにつれて大きくなるように形成されていればよい。かかる要件を満たしている限り、穴部Akの形状は、上記の形状(六角形状)に限定されず任意に設定することが可能である。
Note that the end of the hole Ak in the rotation direction of the
(第10実施形態)
第10実施形態では、図29及び図30に示すような穴部Ak1、Ak2、Ak3が形成されることで、上述したスキューの効果が得られるようになる。以下、図29及び図30を参照しながら、第10実施形態に係る穴部Ak1、Ak2、Ak3について説明する。図29は、第10実施形態に係るロータの構成を示す図である。図30は、第10実施形態に係る磁束案内部の展開図である。
(10th Embodiment)
In the tenth embodiment, the above-described skew effect can be obtained by forming the holes Ak1, Ak2, and Ak3 as shown in FIGS. Hereinafter, the holes Ak1, Ak2, and Ak3 according to the tenth embodiment will be described with reference to FIGS. 29 and 30. FIG. FIG. 29 is a diagram illustrating a configuration of a rotor according to the tenth embodiment. FIG. 30 is a development view of the magnetic flux guide unit according to the tenth embodiment.
第10実施形態に係る磁束案内リング105では、図30に示すように、第1連結部105cと第2連結部105dとの間に、第8実施形態に係る穴部Akと同様の矩形状の穴部Ak1が形成されている。一方、モータ101の回転方向において穴部Akと隣り合う位置に、第2の穴部Ak2が形成されている。この第2の穴部Ak2は矩形状であり、対向部105aの端部に形成されている。そして、第2の穴部Ak2の、上記回転方向における長さは穴部Ak1の長さよりも短くなっている。
In the magnetic
また、モータ101の回転方向において穴部Ak1が位置する側とは反対側で第2の穴部Ak2と隣り合う位置に、第3の穴部Ak3が形成されている。この第3の穴部Ak3も矩形状であり、対向部105aの端部よりも幾分中央部寄りに形成されている。そして、第3の穴部Ak3の、上記回転方向における長さは、第2の穴部Ak2の長さよりも短くなっている。
In addition, a third hole Ak3 is formed at a position adjacent to the second hole Ak2 on the side opposite to the side where the hole Ak1 is located in the rotation direction of the
以上のように、第10実施形態では、サイズが異なる3つの穴部Ak1、Ak2、Ak3が設けられ、これら3つの穴部Ak1、Ak2、Ak3がモータ101の回転方向に沿って規則的に並んでいる。これにより、第10実施形態でも、磁束案内リング105のうち、穴が開いている部分の面積がモータ101の回転方向に沿って徐々に変化し、これに伴って、磁束案内リング105を通過する磁束の大きさが回転方向に沿って徐々に変化する。この結果、スキュー効果が得られ、モータ回転に伴う磁気変動と、これに起因する振動(コギング)や騒音の発生を小さく抑えることが可能になる。
As described above, in the tenth embodiment, three holes Ak1, Ak2, and Ak3 having different sizes are provided, and these three holes Ak1, Ak2, and Ak3 are regularly arranged along the rotation direction of the
(第11実施形態)
第11実施形態では、第1連結部5cと第2連結部5dとの間に穴部Akが設けられていることに加え、軽量化の目的のために、図31及び図32に示すように、所定方向に長いスリットS1が対向部5aに形成されている。以下、図31及び図32を参照しながら、第11実施形態に係る磁束案内リング105について説明する。図31は、第11実施形態に係るロータの構成を示す図である。図32は、第11実施形態に係る磁束案内部の展開図である。
(Eleventh embodiment)
In the eleventh embodiment, in addition to the hole Ak provided between the first connecting
第11実施形態では、図31及び図32に示すように、各対向部105aに矩形状のスリットS1が形成されている。すなわち、第11実施形態に係る磁束案内リング105は、対向部105aに形成されたスリットS1を有している。そして、矩形状のスリットS1は、シャフト111の軸方向に沿って長くなっている。このようなスリットS1が対向部105aに形成されていることにより、モータ回転が効率よく行われることとなる。かかる理由は、第4実施形態で既に説明した通りであり、具体的に説明すると、上記スリットS1が対向部105aに形成されていることにより渦電流が流れる経路が遮断されるために渦電流の大きさが小さくなり、これにより、渦電流損を軽減することが可能となる。
In the eleventh embodiment, as shown in FIGS. 31 and 32, a rectangular slit S1 is formed in each facing
なお、図31及び図32に示すように、対向部105aに形成されるスリットS1の数が増えるほど、渦電流を小さくする効果の度合いが高まることになる。また、シャフト111の軸方向に沿って長いスリットS1に限定されるものではなく、渦電流の経路を遮断することが可能な限り他の形状でもよく、例えば、モータ101の回転方向に沿って長いスリットであることとしてもよい。すなわち、対向部105aに形成されるスリットS1については、シャフト111の軸方向及びモータ101の回転方向のうち、いずれかの方向に沿って長いスリットであればよい。
As shown in FIGS. 31 and 32, the effect of reducing the eddy current increases as the number of slits S1 formed in the facing
(第12実施形態)
第12実施形態では、図33や図34に示すように、対向部105aに、モータ101の回転方向に沿って一定間隔毎にスリットS2が形成されている。以下、図33乃至図35を参照しながら、第12実施形態に係る磁束案内リング105について説明する。図33は、第12実施形態に係るロータの構成を示す図である。図34は、第12実施形態に係る磁束案内部の展開図である。図35は、第12実施形態に係る磁束案内部を用いた場合の効果を示す図である。
(Twelfth embodiment)
In the twelfth embodiment, as shown in FIGS. 33 and 34, slits S <b> 2 are formed in the facing
第12実施形態では、図33及び図34に示すように、各対向部105aに、シャフト111の軸方向に沿って長い矩形状のスリットS2が複数形成されている。複数のスリットS2は、モータ101の回転方向に沿って一定間隔毎に並んでいる。つまり、第12実施形態に係る磁束案内リング105は、対向部105aのうち、ステータコア104側の表面に規則的な凹凸を備えている。そして、対向部105aの表面に形成された凹凸のうち、凸部については、擬似的に突極106をなすようになる(図35参照)。
In the twelfth embodiment, as shown in FIGS. 33 and 34, a plurality of long rectangular slits S <b> 2 are formed in each facing
以上のように、第12実施形態では、磁束案内リング105の対向部105aに擬似的突極106が形成され、当該擬似的突極106はモータ101の回転方向に沿って複数並んでいる。この擬似的突極106は、第5実施形態において説明した擬似的突極106と同様の効果を奏する。すなわち、図35に示すように、対向部105aを通過する磁束の密度が対向部105a各部において均一化されるため、モータ内での磁気的バランスが向上し、以て、モータ回転に伴う磁気変動と、これに起因する振動や騒音の発生を抑えることが可能になる。
なお、ロータ103の径方向において磁束案内リング5を重ねるほど、換言すると、擬似的突極106の高さが大きくなるほど、擬似的突極106の強度が増して磁束量が確保されるようになる。
As described above, in the twelfth embodiment, the pseudo
In addition, as the magnetic
(第13実施形態)
第13実施形態では、磁束案内リング105の対向部105aから連結部105bに漏れ込む漏れ磁束の量を小さくするために、図36乃至図39に示す構成の連結部105bが設けられている。以下、図36乃至図39を参照しながら、第13実施形態に係る磁束案内リング105について説明する。図36は、第13実施形態に係るロータの構成を示す図である。図37は、第13実施形態に係る磁束案内部の展開図である。図38は、第13実施形態に係るロータの構成についての変形例を示す図である。図39は、図38に図示された変形例に係る磁束案内部の展開図である。なお、図39では、図示の都合上、連結部105bに対する対向部105aの相対長さ(モータ101の回転方向における長さ)が、実際の相対長さよりも短く図示されている。
(13th Embodiment)
In the thirteenth embodiment, in order to reduce the amount of leakage magnetic flux that leaks from the facing
第13実施形態では、図36及び図37に示すように、磁束案内リング105に対向部105aと連結部105bとが備えられており、各対向部5aの、シャフト111の軸方向における長さは、同方向における永久磁石片113の長さと略同一となっている。
一方、第13実施形態に係る連結部105bは、シャフト111の軸方向において永久磁石片113と同位置になく、永久磁石片113の外側に位置している。具体的に説明すると、連結部105bは、隣り合う2つの対向部5aのうち、一方の対向部105aの、シャフト111の軸方向における一端(他端)から当該軸方向の外側に向かって延出し、その後に略U字状に屈曲して、他方の対向部105aの、シャフト111の軸方向における一端(他端)に引き込まれるように形成されている。なお、各対向部105aのうち、軸方向一端側で第1連結部105cと隣接し、かつ、軸方向他端側で第2連結部105dと隣接する隣接領域105fは、モータ101の回転方向における端部に位置している。
In the thirteenth embodiment, as shown in FIGS. 36 and 37, the magnetic
On the other hand, the connecting
上記の形状の連結部105bが形成されることにより、磁束案内リング105は、図37に示すような矩形状の穴部Akを有するようになる。この穴部Akは、隣り合う2つの対向部105aと当該2つの対向部105aを連結する2つの連結部105bとによって囲まれている。そして、磁束案内リング105が所定位置に配置されると、シャフト111の軸方向において各対向部105aの隣接領域105fの両端が永久磁石片113の両端と同じ位置に位置し、かつ、上記軸方向において穴部Akの両端が永久磁石片113の両端よりも外側に位置するようになる。このように、連結部105bがシャフト111の軸方向において永久磁石片113の両端よりも外側に位置することで、連結部105bの長さがより長くなる。この結果、第6実施形態で既に説明した通り、連結部105bにおける磁束の通過し難さ(磁気抵抗)が高くなるので、連結部105bへ漏れ込む漏れ磁束を小さくすることが可能になる。
By forming the connecting
さらに、第13実施形態では、磁束案内リング105をセットした状態において、シャフト111の軸方向において隣接領域105fの両端が永久磁石片113の両端と同じ位置に位置し、かつ、上記軸方向において穴部Akの両端が永久磁石片113の両端の外側に位置するような位置関係となっている。これにより、各連結部105bは、シャフト111の軸方向において永久磁石片113の外側に回り込んで、対向部105a同士を連結するようになる。このため、対向部105aから連結部105bに漏れ込む磁束にとって通過する経路が長くなり、磁気抵抗がより一層高くなるので、対向部105aから連結部105bに漏れ込む漏れ磁束をより一層小さくすることが可能になる。
Furthermore, in the thirteenth embodiment, in a state where the magnetic
なお、第13実施形態に係る磁束案内リング105は、周方向において一定間隔毎で幅広の部分を備えた環状部材を用意し、当該幅広の部分のうち、穴部Akに相当する部分を打ち抜くことによって形成される。この際、漏れ磁束をより小さくする上で、上記幅広の部分のうち、打ち抜かれた部位以外の部位、すなわち、穴部Akの周辺部位については、環状を維持する程度に残しておくと好適である。
In addition, the magnetic
一方、第13実施形態に係る磁束案内リング105は、上述した方法以外の方法でも取得可能であり、例えば、各永久磁石片113よりも幅広の環状部材を用意し、当該環状部材のうち、穴部Akに相当する部分を打ち抜くとともに、連結部105bが形成される部位の両脇に位置する部位を矩形波状に切り欠く方法でもよい。この矩形状の切り欠きは、環状部材の幅方向両端部に形成され、切り欠き間に存する領域の幅が、シャフト111の軸方向における永久磁石片113の長さと等しくなるように切り欠きが設けられる。以上の方法であれば、図38や図39に示すように、連結部105bと隣接する隣接領域105fを除き、シャフト111の軸方向における長さが永久磁石片113よりも長い対向部105aを有する磁束案内リング105が取得できる。なお、同方法においても、漏れ磁束をより小さくする観点から、打ち抜かれた部位以外の部位については、環状を維持する程度に残しておくと好適である。また、上述した矩形波状の切り欠きの、周方向における長さ(図39中、記号dにて示された長さ)は、エアギャップ(ステータとロータとの間の空間)の2倍以上になるように形成されると望ましい。
On the other hand, the magnetic
(第14実施形態)
第14実施形態では、図40に示すように、磁束案内リング105の対向部105aの外側表面、すなわち、ステータコア104との対向面に隆起部105tが形成されている。この隆起部105tは、ハウジングケース102の径方向外側に突出しており、当該径方向から見て略矩形状の外形形状を有している。そして、磁束案内リング105の対向部うち、隆起部105tが形成された部分の裏側(径方向外側)には、対応する永久磁石片113が配置されている。図40は、第14実施形態に係るロータの構成を示す図である。
(14th Embodiment)
In the fourteenth embodiment, as shown in FIG. 40, a raised
このように、対向部105aの内側表面に隆起部105tが形成されていると、その分、対向部5aの内側表面がステータコア104に近付くので、各永久磁石片113からの磁束をより効率よくステータコア104へ導くことが可能になる。なお、隆起部105tを形成して得られる効果をより効果的に発揮する上で、上記隆起部105tの寸法のうち、シャフト111の軸方向における長さについては、ステータコア104の同方向における長さと略同一となっていると好適である。
As described above, when the raised
(第15実施形態)
以上までに説明してきた実施形態では、磁束案内リング105に設けられた連結部105bが、モータ101の回転方向において対向部105aの間に位置し、同回転方向に沿って延出して対向部105a同士を連結することとしたが、これに限定されるものではない。第15実施形態では、図41に示すように、モータ101の回転方向に延出した連結部105bがなく、シャフト111の軸方向における対向部105aの両端部からハウジングケース102の径方向内側に向かって延出した連結部105sが設けられている。そして、連結部105sは、シャフト111の軸方向における円筒部112の端面に接続されている。換言すると、図41に示すように、第15実施形態に係る連結部105sは、円筒部112の端面と対向部105aとの間を連結しており、円筒部112の端面を介して対向部105a同士を連結させている。
(Fifteenth embodiment)
In the embodiment described above, the connecting
より詳しく説明すると、第15実施形態に係る連結部105sは、シャフト111の軸方向において対向部105aの端に位置し、モータ101の回転方向において対向部105aの略中央に位置する。そして、連結部105sは、対向部105aの外側表面に対して略直角な向きで爪状に突出し、その先端にて円筒部112の端面に接続している。これにより、各対向部105aは、円筒部112の端面を介して互いに連結するようになる。さらに、第15実施形態では、シャフト111の軸方向において永久磁石片113を挟む位置に連結部105sが配置されている。このように、第15実施形態において、連結部105sは、永久磁石片113を挟む位置に配置されることで、永久磁石片113を押さえて保持する保持部材としても機能する。
More specifically, the connecting
他の形式のモータ101の実施形態については、上述の第8実施形態〜第15実施形態以外の構成も更に考えられる。具体的に説明すると、上記の実施形態では、永久磁石を複数の永久磁石片113によって構成されることとした。つまり、上記の実施形態では、ロータ103の外周面に沿って交互に磁極が替わるように並べられた複数の永久磁石片113の各々が磁性領域をなして永久磁石を構成していることとしたが、これに限定されるものではない。例えば、永久磁石が環状のマグネットリングからなり、当該マグネットリングの周方向(連続方向)に沿ってN極の磁極を呈する磁性領域とS極の磁極を呈する磁性領域とが交互に設けられている構成であってもよい。そして、磁束案内リング105に形成された穴部Ak又は中間部105eが、モータ101の回転方向においてマグネットリングにおける磁性領域の境界と重なるように磁束案内リング5を設置すれば、上述した本発明の効果が奏されることになる。
Other embodiments of the
ところで、他の形式のモータ101において、リング状の磁束案内リング105を用いる場合(例えば、上述の第8実施形態〜第14実施形態)では、磁束案内リング105の端部をかしめてロータ103の円筒部112の端面に固定している。以下、他の形式のモータ101における磁束案内リング105の固定方法について図42乃至49を参照しながら説明する。図42乃至45は、磁束案内部の固定様式の第1例を示す図であり、図42は、磁束案内部が固定されたロータを、モータの回転軸を通る平面で切断した際の断面図であり、図43は、モータの回転軸方向における円筒部の端面を示す平面図であり、図44は、図42の範囲Mの拡大図であり、図45は、図42の範囲Nの拡大図である。図46は、磁束案内部の固定様式の第2例を示す図である。図47乃至49は、磁束案内部の固定様式の第3例を示す図であり、図47は、磁束案内部が固定されたロータを示す斜視図であり、図48は、磁束案内部が固定されたロータを、モータの回転軸を通る平面で切断した際の断面図であり、図49は、モータの回転軸方向における円筒部の端面を示す平面図である。
By the way, when the ring-shaped magnetic
先ず、磁束案内リング105の固定様式の第1例について説明すると、図42に示すように、シャフト111の軸方向における円筒部112の一端側に磁束案内リング105の中心軸方向一端部をかしめ、円筒部112の他端側に磁束案内リング105の中心軸方向他端部を突き当てる。このようにして、磁束案内リング105がロータ103に対して固定されるようになる。
First, a first example of the fixing manner of the magnetic
より詳しく説明すると、ロータ103は、シャフト111の軸方向における円筒部112の一端に略円形のリング固定用シート103bを備えている。このリング固定用シート103bは、円筒部112よりも大径となるように形成されている。そして、円筒部112の径方向外側に磁束案内リング105を配置させる際、磁束案内リング105のうち、リング固定用シート103bと同じ側にある端部を、シャフト111の軸方向においてリング固定用シート103bよりも僅かに外側に突出させる。その後、磁束案内リング105の、リング固定用シート103bよりも外側に突出した部分をかしめると、図45に示すように、当該部分が約90度折れ曲がってリング固定用シート103bの外縁部に係合するようになる。
More specifically, the
一方、磁束案内リング105の一端部を上記の如くかしめた際、磁束案内リング105の他端部、すなわち、リング固定用シート103bとは反対側にある端部は、シャフト111の軸方向において円筒部112の端よりも幾分外側に突出している。ここで、磁束案内リング105の、円筒部112の端よりも外側に突出した部分を約90度折り曲げると、図44に示すように、当該折れ曲がった部分の先端部は、円筒部112の端面に当接するようになる。
On the other hand, when one end of the magnetic
以上のようにして磁束案内リング105がロータ103の円筒部112に対して固定される。なお、上述したリング固定用シート103bの材質が磁性材料である場合、磁束短絡を抑制する観点から、図43に示すように、リング固定用シート103bの外周方向に沿って等間隔に矩形波状の切り込み103cを設けておくとよい。反対に、リング固定用シート103bの材質が非磁性材料である場合には、上記の切り込み103cが形成されていない新円形状であってもよい。
As described above, the magnetic
次に、磁束案内リング105の固定様式の第2例について説明する。本例では、図46に示すように、シャフト111の軸方向における円筒部112の両端側で磁束案内リング105の中心軸方向各端部をかしめることにより、磁束案内リング105をロータ103に対して固定する。具体的に説明すると、第2例では、ロータ103がシャフト111の軸方向における円筒部112の一端及び他端の各々に、上述したリング固定用シート103bを備えている。そして、第1例と同様の手順で磁束案内リング105の中心軸方向両端部をかしめることにより、磁束案内リング105の両端部がそれぞれ約90度折れ曲がって、対応するリング固定用シート103bの外縁部に係合するようになる。
Next, a second example of the fixing manner of the magnetic
次に、磁束案内リング105の固定様式の第3例について説明する。本例に係るモータ101は、所謂コンシクエントポール型モータである。すなわち、本例では、図47及び48に示すように、通常のモータにおいてモータ回転方向に沿って交互に入れ替わって並ぶN極及びS極の永久磁石片113のうち一方の磁極の永久磁石片113のみを配置し、省略した側の磁極を、モータ回転方向において永久磁石片113の間に位置する突極鉄心により代用して擬似極114としている。
Next, a third example of the fixing manner of the magnetic
つまり、本例に係るロータ103の円筒部112には、モータ回転方向に等間隔で擬似極114が形成され、円筒部112のうち、擬似極114が形成されている部分は、擬似極114が形成されていない部分よりも径方向外側に突出している。そして、本例では、径方向外側に突出して擬似極114を形成している部分に、磁束案内リング105の中心軸方向両端部を係合させることで、磁束案内リング105をロータ103に対して固定する。
That is, the
具体的に説明すると、第3例では、ロータ103の径方向外側に磁束案内リング105を配置させると、磁束案内リング105の中心軸方向両端部が、シャフト111の軸方向において円筒部112の両端よりも僅かに外側に突出するようになる。そして、磁束案内リング105の、円筒部112の端よりも外側に突出した部分をかしめると、図49に示すように、当該部分が約90度折れ曲がり、ロータ103の円筒部112のうち擬似極114が形成された部分の径方向端部に係合するようになる。
Specifically, in the third example, when the magnetic
<<その他の実施形態について>>
上記の実施形態(第1実施形態乃至第15実施形態)では、主として本発明のモータについて説明した。しかし、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。
<< About other embodiments >>
In the above embodiments (first to fifteenth embodiments), the motor of the present invention has been mainly described. However, the above embodiment is for facilitating the understanding of the present invention, and does not limit the present invention. The present invention can be changed and improved without departing from the gist thereof, and the present invention includes the equivalents thereof.
また、上記の実施形態では、磁束案内部が1つの部材のみから構成された例について説明したが、これに限定されるものではない。つまり、磁束案内部において、対向部5a,105aと連結部5b,105b,105sとが互いに別々の部材から構成されていることとしてもよい。ただし、磁束案内部が1つの部材のみから構成されていれば、取り扱い性がより向上し、より一層取り付けが容易になる。かかる点においては、上記の実施形態の方が望ましい。
In the above-described embodiment, the example in which the magnetic flux guide unit is configured by only one member has been described. However, the present invention is not limited to this. That is, in the magnetic flux guide portion, the facing
また、上記の実施形態では、自動車用の小型モータを例に挙げて説明した。ただし、本発明の直流モータは、自動車用の小型モータに限定されるものではなく、船舶用や航空機用の小型モータ、あるいは乗物以外で使用される小型モータ(例えば、建物のドアや窓を自動的に開閉するためのモータ)としても利用可能である。 In the above-described embodiment, a small motor for an automobile has been described as an example. However, the direct current motor of the present invention is not limited to a small motor for an automobile, but a small motor for a ship or an aircraft, or a small motor used for other than a vehicle (for example, a door or window of a building is automatically used). It can also be used as a motor for automatically opening and closing.
1 モータ、2 マグネットヨーク、3 電機子、
4 界磁体、4a 永久磁石片、5 磁束案内リング、
5a 対向部、5b 連結部、5c 第1連結部、5d 第2連結部、
5e 隣接領域、5t 隆起部、6 擬似的突極、
11 シャフト、12 電機子コア、13 界磁体、13a 磁性領域、
101 モータ、102 ハウジングケース、103 ロータ、
103b リング固定用シート、103c 切り込み、
104 ステータコア、104a 外周円環部、105 磁束案内リング、
105a 対向部、105b 連結部、105c 第1連結部、105d 第2連結部、
105e 中間部、105f 隣接領域、105s 連結部、105t 隆起部、
106 擬似的突極、
111 シャフト、112 円筒部、113 永久磁石片、114 擬似極、
Ak 穴部、Ak1 穴部、Ak2 第2の穴部、Ak3 第3の穴部、
R1,R2,R3,R4,R5,R6,R7,R8 スロット、
S1 スリット、S2 スリット、
T1,T2,T3,T4,T5,T6,T7,T8 ティース
1 motor, 2 magnet yoke, 3 armature,
4 field body, 4a permanent magnet piece, 5 magnetic flux guide ring,
5a facing part, 5b connecting part, 5c first connecting part, 5d second connecting part,
5e adjacent region, 5t protuberance, 6 pseudo salient pole,
11 shaft, 12 armature core, 13 field body, 13a magnetic region,
101 motor, 102 housing case, 103 rotor,
103b ring fixing sheet, 103c cut,
104 stator core, 104a outer ring part, 105 magnetic flux guide ring,
105a facing part, 105b connecting part, 105c first connecting part, 105d second connecting part,
105e middle part, 105f adjacent area, 105s connecting part, 105t raised part,
106 pseudo salient poles,
111 shaft, 112 cylindrical portion, 113 permanent magnet piece, 114 pseudopole,
Ak hole, Ak1 hole, Ak2 second hole, Ak3 third hole,
R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8 slots,
S1 slit, S2 slit,
T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7, T8 Teeth
Claims (10)
前記永久磁石は、前記モータの回転方向に沿って交互に磁極が替わるように並べられた複数の磁性領域を備え、
前記磁束案内部は、
前記磁性領域毎に設けられ、前記回転方向において前記磁性領域と対向する位置に配置された対向部と、
前記回転方向において互いに隣り合う2つの前記対向部を連結する連結部と、を備え、
該連結部は、
前記回転方向において互いに隣り合う2つの前記対向部である第1対向部及び第2対向部の各々の、前記モータの回転軸方向における一端部同士を連結する第1連結部と、
前記第1対向部及び前記第2対向部の各々の、前記回転軸方向における他端部同士を連結する第2連結部と、を備えており、
前記磁束案内部には、前記回転軸方向において前記第1連結部と前記第2連結部との間に位置する中間部が備えられており、
前記対向部、前記第1連結部、前記第2連結部及び前記中間部は、軟磁性体からなり、
前記中間部を構成する前記軟磁性体のみに対して非磁性化処理が施されていることを特徴とするモータ。 An armature core, a permanent magnet opposed to the armature core, and a magnetic flux guide disposed between the permanent magnet and the armature core to guide a magnetic flux from the permanent magnet into the armature core And a motor having
The permanent magnet includes a plurality of magnetic regions arranged so that the magnetic poles are alternately changed along the rotation direction of the motor,
The magnetic flux guide part is
An opposing portion provided for each of the magnetic regions and disposed at a position facing the magnetic region in the rotational direction;
A connecting portion that connects the two facing portions adjacent to each other in the rotational direction ,
The connecting portion is
A first connecting part that connects one end part in the rotational axis direction of the motor of each of the first opposing part and the second opposing part that are two opposing parts adjacent to each other in the rotational direction;
Each of the first facing portion and the second facing portion includes a second connecting portion that connects the other end portions in the rotation axis direction;
The magnetic flux guide part includes an intermediate part located between the first connection part and the second connection part in the rotation axis direction,
The opposing part, the first connecting part, the second connecting part and the intermediate part are made of a soft magnetic material,
A motor, wherein only the soft magnetic material constituting the intermediate portion is subjected to a demagnetization process .
前記永久磁石は、前記モータの回転方向に沿って交互に磁極が替わるように並べられた複数の磁性領域を備え、
前記磁束案内部は、
前記磁性領域毎に設けられ、前記回転方向において前記磁性領域と対向する位置に配置された対向部と、
前記回転方向において互いに隣り合う2つの前記対向部を連結する連結部と、を備え、
該連結部は、
前記回転方向において互いに隣り合う2つの前記対向部である第1対向部及び第2対向部の各々の、前記モータの回転軸方向における一端部同士を連結する第1連結部と、
前記第1対向部及び前記第2対向部の各々の、前記回転軸方向における他端部同士を連結する第2連結部と、を備えており、
前記磁束案内部は、前記回転軸方向において前記第1連結部と前記第2連結部との間に形成された穴部を有し、前記回転方向において前記穴部が前記磁性領域間の境界と重なるように配置されており、
前記穴部の、前記回転方向における端部は、前記第1対向部及び前記第2対向部の少なくとも一方に差し掛かっており、
前記回転軸方向における前記穴部の長さは、前記回転方向における前記穴部の端から前記穴部の中央に向かうに連れて大きくなることを特徴とするモータ。 An armature core, a permanent magnet opposed to the armature core, and a magnetic flux guide disposed between the permanent magnet and the armature core to guide a magnetic flux from the permanent magnet into the armature core And a motor having
The permanent magnet includes a plurality of magnetic regions arranged so that the magnetic poles are alternately changed along the rotation direction of the motor,
The magnetic flux guide part is
An opposing portion provided for each of the magnetic regions and disposed at a position facing the magnetic region in the rotational direction;
A connecting portion that connects the two facing portions adjacent to each other in the rotational direction,
The connecting portion is
A first connecting part that connects one end part in the rotational axis direction of the motor of each of the first opposing part and the second opposing part that are two opposing parts adjacent to each other in the rotational direction;
Each of the first facing portion and the second facing portion includes a second connecting portion that connects the other end portions in the rotation axis direction;
The magnetic flux guide part has a hole formed between the first connection part and the second connection part in the rotation axis direction, and the hole part has a boundary between the magnetic regions in the rotation direction. It is arranged to overlap,
An end of the hole in the rotation direction is approaching at least one of the first facing portion and the second facing portion,
The length of the hole in the rotation axis direction increases from the end of the hole in the rotation direction toward the center of the hole .
前記スリットは、前記モータの回転軸方向及び前記回転方向のうち、いずれかの方向に沿って長いスリットであることを特徴とする請求項1又は4に記載のモータ。 The magnetic flux guide part has a slit formed in the facing part,
The slits motor according to claim 1 or 4, wherein the one of the rotation axis direction and the rotation direction of the motor, a long slit along either direction.
複数の前記スリットは、前記回転軸方向に沿って長く、前記回転方向に沿って一定間隔毎に並んでいることを特徴とする請求項5に記載のモータ。 The magnetic flux guide part has a plurality of slits formed in the facing part,
The motor according to claim 5 , wherein the plurality of slits are long along the rotation axis direction and are arranged at regular intervals along the rotation direction.
前記回転軸方向における前記磁束案内部の長さは、前記回転軸方向における前記永久磁石の長さと等しいことを特徴とする請求項1又は2に記載のモータ。 The length of the permanent magnet in the rotation axis direction of the motor is longer than the length of the armature core in the rotation axis direction,
3. The motor according to claim 1, wherein a length of the magnetic flux guide portion in the rotation axis direction is equal to a length of the permanent magnet in the rotation axis direction.
前記第1連結部及び前記第2連結部は、前記回転軸方向において前記永久磁石の両端の外側に位置することを特徴とする請求項1又は2に記載のモータ。 The connecting portion is provided with a first connection part, and a second connecting portion,
3. The motor according to claim 1, wherein the first connecting portion and the second connecting portion are located outside both ends of the permanent magnet in the rotation axis direction.
前記第1対向部及び前記第2対向部の各々は、前記回転軸方向において前記第1連結部及び前記第2連結部と隣接する隣接領域を有し、
前記磁束案内部は、前記回転軸方向において前記隣接領域の両端が前記永久磁石の両端と同じ位置に位置し、かつ、前記回転軸方向において前記穴部の両端が前記永久磁石の両端の外側に位置するように配置されていることを特徴とする請求項8に記載のモータ。 The magnetic flux guide part has a hole surrounded by the first connecting part, the second connecting part, the first opposing part, and the second opposing part,
Each of the first facing portion and the second facing portion has an adjacent region adjacent to the first connecting portion and the second connecting portion in the rotation axis direction,
The magnetic flux guide portion has both ends of the adjacent region located at the same position as both ends of the permanent magnet in the rotation axis direction, and both ends of the hole portion are located outside both ends of the permanent magnet in the rotation axis direction. The motor according to claim 8 , wherein the motor is disposed so as to be positioned.
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